周六上海交大校慶,在四川閑逛的時候,日篤小站的科普文《激光雷達(LiDAR)及技術現狀》引來劇兄(Ibeo中國銷售總監北京歐百拓信息科技發展有限公司CEO劇學銘)講了一下Lidar激光雷達的林林總總,我挑其中的幾個方面來說。
1)車載Lidar的歷史和目前使用情況。
2)車載Lidar的安裝和一些基本需求。
3)1、4、8、16、32、64線Lidar對比。
車載Lidar歷史與應用
歷史
車載Lidar的代表的德國Ibeo,主要以Ibeo為例梳理一下歷史。
公司歷史:IBEO1998成立(德國漢堡)→2000年SICK獨立部門→2009金融危機自立門戶→2015進入中國
1995年產品測試(First Tests with Ibeo Laserscanner)
Gen1:1998 MOTIV 機械內部構造【=Velodyne】
Gen2:2003 ALASCA 45度鏡面【=hella設計】
Gen3:2008 Lux是旋轉鏡面測向光源經典車載
Gen4:Mini自用
應用
這個圖其實是歐盟資助項目Minifaros研究時候做的分析,Minifaros主要目標是打開小型車和中型車的ADAS市場,通過研究一種低成本、低功耗的小型激光雷達,拓展一下應用的可能性。
項目針對不同的ADAS的功能進行了評估,主要從追蹤和識別的兩個維度來分析Lidar的使用范圍,Lidar需要關注的參數用綠框標出。
其中關于長短距的區分,
短距(Short Range Lidar):【3線】這種主要是只測車的信息,并不注重對路面和環境信息采集。
長距(Long Range Lidar):【4\8\16\32\64線】主要分別測量路面和環境信息,這里分2.5D和3D兩種。2.5D代表是Ibeo 2.5D,講究“精”,用最實用的方案提取最有效信息。3D代表是velodyne 3D,更多是環境建立,講究“全”,持續反饋。
在歐盟的開放項目里面,Minifaros研究的是下面這個Lidar產品:
車載Lidar的安裝
一般2.5D的長距Lidar的安裝位置,是在高于地面40公分左右 這些位置也是最易安裝,考慮實用性。
前向采集:都是在進氣格柵處左右40cm左右。
側向采集:2013年開始,IBEO設計的SACLA 同Valeo合作,開始向量產邁進,到目前為止已經在奧迪、寶馬等多家車廠內進行了內部測試,預計2017年量產,這個Lidar比想象的量產時間來得長,之前的很多地方都是2014年的數據。
不同線數的Lidar比較
劇兄的對比主要是根據IBEO的開發經驗而來的,1、4、8、16、32、64線雷達都開發過。
價格維度
前面說了,你要采集3D還是2.5D,這里就涉及到一個成本和效益問題了,如下圖所示。
技術維度
1)單線激光雷達主要在工業領域,這樣是其體積較大的原因,而在車載應用方面存在一個缺陷,無法獲取路面信息,單線雷達獲取的數據為2D數據,無法區別目標的高度等信息。
2)4線雷達的垂直視角為3.2°,可以理解為2.5D數據,可以判斷障礙物的高度,處理地面的信息。
3)8線雷達:主機廠希望同時探測到彎角路崖等信息,也就是需要更大的垂直視角,所以擴充四線雷達。
從某種程度上來說,Lidar也是一個信息量很豐富的信息采集系統,如下圖所示,可以區分。
最大測距:首次采樣看到黃圈那部分(左上圖)。
檢測距離:有效物體檢測的情況(右上)。
分類距離:把車輛還有其他物體通過信息分離的(左下)。
最佳分類距離:可以分離準備度最高和有效的距離(右下)。
劇兄反復強調的算法,如圖所示,主要是德國工程師將硬件里面做了大量的處理,可以更好的幫助應用。這些資料CEO在各地到處show,都當寶貝啊。
小結
1)激光雷達Lidar比想象的還要復雜一些,經劇兄一提點嘛,我也知道該下一步總結和提煉材料了。
2)國內的朋友要努力啊,這不是你提一個你能做就能做的東西,光是德國人量產就搞了7年,光學、電子、軟件還有環境試驗和道路試驗,哪個環節都不能缺,還有Tier1和整車企業的支持,道路艱難珍重哈。
3)ADAS高階的比我們想象的難一些,如果只看美國創業企業忽悠,這個100美金,這個50美金,車開出去是要出問題的。