智能駕駛要用多少個(gè)激光雷達(dá)？分別放在哪里？什么作用？

激光雷達(dá)上車不是什么新奇的事情了，我之前文章《通過廣州車展－看自動(dòng)駕駛激光雷達(dá)》中可以看到目前將近20款智能駕駛的乘用汽車宣布采用激光雷達(dá)，單車的激光雷達(dá)數(shù)量多達(dá)4個(gè)。而截至到發(fā)文前在中國(guó)市場(chǎng)你至少可以買到三款車是帶激光雷達(dá)的，分別是小鵬P5，蔚來ET7，北汽極狐華為版。我估計(jì)很多人跟我一樣好奇，這些車為啥要用激光雷達(dá)？到底把激光雷達(dá)裝在哪里？他們分別可以實(shí)現(xiàn)哪些功能？未來的應(yīng)用會(huì)是什么樣的趨勢(shì)？所以本文將根據(jù)如下部分進(jìn)行分析：

用激光雷達(dá)能解決什么痛點(diǎn)

當(dāng)前市場(chǎng)上激光雷達(dá)放置的位置有哪些

當(dāng)前激光雷達(dá)放置位置與其智能駕駛功能路徑的關(guān)系

未來激光雷達(dá)的應(yīng)用趨勢(shì)和難點(diǎn)

希望能給大家一些觀點(diǎn)和啟發(fā)。

用激光雷達(dá)能解決什么痛點(diǎn)

我們?cè)谥拔恼隆锻ㄟ^廣州車展－看自動(dòng)駕駛激光雷達(dá)》里面詳細(xì)介紹了激光雷達(dá)的原理以及優(yōu)點(diǎn)，這里我借用蔚來ET7上面圖達(dá)通的激光雷達(dá)廣告和之前智能駕駛相關(guān)事故來簡(jiǎn)單概括下現(xiàn)在智能駕駛為什么熱衷于添加激光雷達(dá)作為傳感器。

典型的，蔚來汽車，小鵬汽車以及特斯拉都有過高速上撞上靜止車輛的問題爆出，這里我們不去探討誰對(duì)誰錯(cuò)，但是可以肯定一點(diǎn)的是蔚來汽車和特斯拉在其功能使用中都提醒了，當(dāng)前功能僅僅為輔助駕駛，駕駛員需要對(duì)自己駕駛負(fù)責(zé)。但現(xiàn)實(shí)當(dāng)中人很容易依賴和僥幸心理。但智能駕駛其實(shí)在僅僅依靠視覺AI 以及雷達(dá)的智能駕駛的世界里面，由于各自的缺點(diǎn)還是會(huì)導(dǎo)致可能出現(xiàn)的問題。

首先計(jì)算機(jī)視覺AI系統(tǒng)，他的識(shí)別是基于他們接受過訓(xùn)練的事物。在路上看到卡車的車頂并不常見，橫在馬路上的卡車可沒有幾臺(tái)。所以特斯拉的圖像分類器可能沒有對(duì)橫在路上的卡車進(jìn)行廣泛的訓(xùn)練，就直接忽略了。另外一種可能例如我們之前文章《智能汽車要用多少個(gè)攝像頭？分別干啥？什么原理？》，當(dāng)前智能汽車攝像頭大部分采用RCCB，也就是相機(jī)的曝光可能設(shè)置得太亮，而明亮的白色卡車只是一個(gè)曝光過度的斑點(diǎn)。

最后一個(gè)就是雷達(dá)，一般來說，特斯拉的雷達(dá)會(huì)受到這輛卡車的強(qiáng)烈反射。但是，這些雷達(dá)回波表明卡車是靜止的物體，就像路中間的樹籬一樣，它也會(huì)給出雷達(dá)回波。所以汽車的雷達(dá)由于對(duì)于精度以及邊緣的缺陷一般都會(huì)在標(biāo)定的時(shí)候去忽略掉固定物體反射回的波，這也就是為什么我們常說汽車?yán)走_(dá)不認(rèn)識(shí)靜止的物體。

所以通過上面的各類事故問題分析，其實(shí)可以明白攝像頭存在對(duì)光線高度依賴，無法感知3D信息的問題，雷達(dá)存在低精度等固有傳感器特點(diǎn)問題。

但是生活當(dāng)中道路環(huán)境情況的復(fù)雜度非常高，光線問題中光線炫目可能發(fā)生在早上，晚上甚至路面積水反射等，還有如果需要夜晚支持安全的智能駕駛，那么對(duì)于攝像頭是比較致命。另外對(duì)于靜止物體，例如高速上掉落的輪胎等，都是有可能的，而且這種可能發(fā)生時(shí)如果駕駛員依賴智能駕駛，那么可能就會(huì)出現(xiàn)事故。而為人類安全而舒適的智能駕駛，必須要關(guān)注各種極端情況，防止人類由于采用這類技術(shù)而產(chǎn)生的傷害。

所以激光雷達(dá)相比攝像頭不是基于光線，同時(shí)激光相比雷達(dá)分辨率更高等技術(shù)特點(diǎn)讓其很好的彌補(bǔ)他們的缺點(diǎn)。不受光影響，分辨率高，支持3D立體，點(diǎn)云還支持AI 算法等優(yōu)點(diǎn)，所以讓激光雷達(dá)非常受智能駕駛特別是高階智能駕駛的青睞。

當(dāng)前市場(chǎng)上激光雷達(dá)位置

目前市場(chǎng)上智能駕駛汽車宣布以及使用激光雷達(dá)的汽車至少16個(gè)品牌，超過19款車，這些還未投產(chǎn)的車都在近兩年內(nèi)上市。

其實(shí)激光雷達(dá)的布置和攝像頭布置應(yīng)該是類似，環(huán)繞車輛360°的視場(chǎng)覆蓋，但是激光雷達(dá)目前幾個(gè)點(diǎn)導(dǎo)致和攝像頭布置有差異：

第一個(gè)是價(jià)格貴。雖然現(xiàn)在價(jià)格已經(jīng)親民了，相比之前的幾千美金一個(gè)，現(xiàn)在各家都目標(biāo)做到200美金，但其實(shí)當(dāng)前激光雷達(dá)價(jià)格單顆都在500到1000美金，所以不可能像攝像頭單顆10到幾十美金的價(jià)格那樣，可以安裝十幾個(gè)，成本不允許。

第二個(gè)是體積大。當(dāng)前不少激光雷達(dá)是MEMS技術(shù)，比如說速騰M1，或者是轉(zhuǎn)鏡式結(jié)構(gòu)，比如禾賽AT128，由于其內(nèi)部收發(fā)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大都相當(dāng)于幾個(gè)前視攝像頭盒子那么大，所以其體積也不允許。當(dāng)然我們也看到市面上有發(fā)布flash激光雷達(dá)的產(chǎn)品，得益于flash的芯片化設(shè)計(jì)，體積應(yīng)該有明顯優(yōu)化。其他的還包括其性能例如碰撞保護(hù)，表面防污，散熱等都影響他的布置。所以當(dāng)前發(fā)布的激光雷達(dá)安裝都是外露式的，安裝位置比較固定主要為：

車頂，主要是為了前視的看的遠(yuǎn)。

車頭前保險(xiǎn)杠，主要是為了前視的看的遠(yuǎn)也兼顧。

前保以及翼子板兩側(cè)，主要是為了兼顧側(cè)向視角。

講到了位置那么必須要考慮他的FOV （Field of View）視場(chǎng)角了，畢竟傳感器講究的就是要看的遠(yuǎn)和看的廣，下圖借用Robosense的MI宣傳資料可以很直觀的表達(dá)FOV，他包括兩個(gè)部分一個(gè)水平視場(chǎng)，一個(gè)垂直視場(chǎng)。

目前視場(chǎng)大部分主流的激光雷達(dá)10％反射距離都在200m左右，目前主流的FOV ，水平基本都為120°，垂向基本為25°左右。

根據(jù)我之前總結(jié)的當(dāng)前激光雷達(dá)布置的位置，我用圖大概表達(dá)他的安裝位置以及視場(chǎng)角，那么這樣的布置以及優(yōu)缺點(diǎn)呢？他們到底用來做什么呢？其實(shí)每一種布置方式都隱含了他的功能，和他想要實(shí)現(xiàn)的東西，汽車設(shè)計(jì)是一項(xiàng)藝術(shù)，智能汽車設(shè)計(jì)也是一樣，所以下面讓我們看看這些激光雷達(dá)布置以及他想要實(shí)現(xiàn)什么樣的功能。