華為發布車規級前裝雷射雷達,已量產

2020-12-25 EDN電子設計技術

據華為智能汽車解決方案官微消息，中國汽車工業協會主辦的T10 ICV CTO峰會12月21日在上海召開，華為融合感知產品部總經理段忠毅出席並致辭，同時華為首次面向行業正式發布車規級高性能雷射雷達（LiDar）產品和解決方案。UH2ednc

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這也是在華為智能汽車業務劃歸消費者業務後不久，首次有新產品面世。UH2ednc

自動駕駛為什麼需要雷射雷達

智能駕駛需要車輛「耳聰目明」，多傳感器融合成為必要方案。目前用在車輛智能駕駛中的傳感器包括攝像頭、雷射雷達、毫米波雷達、超聲波雷達等。UH2ednc

相比毫米波雷達和攝像頭，雷射雷達在目標輪廓測量、角度測量、光照穩定性、通用障礙物檢出等方面都具有一定優勢。在部分難點場景上，如城區非規範行人、非規範道路，甚至是非規範駕駛的行為終端，急需雷射雷達解決。UH2ednc

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  • 遠距小障礙物，毫米波雷達的角解析度不夠，攝像頭對遠端的通用障礙物識別不夠，而這種場景下雷射雷達就可能及時識別。
  • 近距離加塞，這種場景在中國道路上尤其常見，毫米波雷達的角解析度不夠，攝像頭通常來說需累計多幀，需要幾百毫秒才可以確認加塞，而雷射雷達由於精確的角度測量能力和輪廓測量能力，可以2-3幀確認加塞，百毫秒內做出判斷。
  • 同樣的原因，對於近端突出物，毫米波雷達和攝像頭相對不足，而雷射雷達可以做出快速判斷。
  • 隧道場景，攝像頭在光線亮度發生突然變換的場景有致盲情況發生，而毫米波雷達一般不識別靜止物體，如果隧道口剛好有一個靜止車輛，這時就需要雷射雷達的準確識別能力。
  • 十字路口無保護左拐場景對雷射雷達的大角度全視場測量能力有很大考驗，需要同時滿足大視場和遠距測量能力。
  • 地庫場景，毫米波雷達由於多徑反射性能不佳，而光線強弱變化又會影響攝像頭的性能，這時雷射雷達獨特的優勢就可以得到發揮。

可以說雷射雷達是解決連續的自動駕駛體驗的關鍵傳感器，其帶來的智能駕駛體驗將遠超任何一個已商用的智能駕駛系統。但這類器件的成本問題不能忽視。此前，小鵬汽車自動駕駛產品負責人黃鑫曾表示：「通過安裝雷射雷達，L3級自動駕駛的適用場景增加了20%，但成本增長了40%-50%。」UH2ednc

這說明中短期內，受制於單品價格過高，雷射雷達的車場應用滲透率較低，市場仍處於早期階段。UH2ednc

爬北坡戰略

據段忠毅介紹，華為雷射雷達產品於 2016 年開始預研，該團隊訪問了大量的TOP車企，傾聽對雷射雷達產品的需求，同時遍尋產業鏈廠家，經過半年的調研明確了方向：要做一款高性能、車規級、能夠大規模量產的雷射雷達，基於此定位，雷射雷達團隊啟動「爬北坡戰略」。UH2ednc

從珠穆朗瑪峰北坡登頂要比南坡困難許多。華為一開始就選擇了面向乘用車的前裝量產的產品化開發，而沒有選擇從傳統旋轉機械式雷射雷達切入，前者難度要高很多。UH2ednc

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在對雷射雷達要應對的獨特場景做了充分的分析後，華為進一步確認雷射雷達的規格定義，總結為：UH2ednc

  • 高速場景要看的遠，需要看到200米之外的車，這決定了雷射雷達的測距規格。
  • 複雜路口要看的寬，這決定了雷射雷達的水平FOV。
  • 近端要很好的應對加塞並看到突出物，這就決定了雷射雷達的垂直FOV。

基於場景分析，華為定義、設計和開發了這款96線中長距雷射雷達產品，可以實現城區行人車輛檢測覆蓋，併兼具高速車輛檢測能力，更符合中國複雜路況下的場景。UH2ednc

雷射雷達是一款光機電一體化的產品，需要光機電多領域深度整合。得益於ICT領域光學設計、信號處理、整機工程等長期積累，華為重構了雷射雷達的核心部件，包括發送模塊，接收模塊和掃描器。UH2ednc

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其選擇的微轉鏡掃描器架構，並非是簡單地做微轉鏡，而是通過解構電機、軸承等關鍵部件，進行精準掃描控制，以此提升點雲精度的穩定性與一致性。收發端則是通過精準的光路控制，精巧的電路設計來提升收發模塊的光電轉換效率。UH2ednc

做到車規級有多難

但滿足性能僅是車規級雷射雷達的第一步，真正做到車規級，還面臨諸多可靠性問題。華為表示，車載雷射雷達的可靠性不僅來源於車規級器件選型、還依賴整體架構設計以及海量可靠性測試驗證。UH2ednc

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舉個例子，電機是雷射雷達的核心部件，其車規能力一直是行業關注的重點。而華為在電機領域有著20年的積累，同時依託25億次電機可靠性測試經驗，華為設計了滿足車規要求的雷射雷達掃描電機。UH2ednc

華為表示，其產品電機的可靠性，能夠滿足最嚴苛車企對雷射雷達工作壽命的要求。UH2ednc

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針對車規要求的高低溫溼熱，水壓、振動、鹽霧、人眼安全、EMC（電磁兼容）、碎石衝擊等場景，華為都嚴格按照ISO國際標準執行，甚至基於TOP車企的特殊要求，做了更加嚴苛的測試。華為表示，有信心成為全球第一個真正車規的高線束雷射雷達的供應商。UH2ednc

此前，華為智能汽車解決方案BU總裁王軍就表示，華為在武漢有一個光電技術研究中心，總計有1萬多人，該中心就正在研發雷射雷達技術，目標是短期內迅速開發出100線的雷射雷達。未來計劃將雷射雷達的成本降低至200美元，甚至是100美元。UH2ednc

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前裝量產需要考慮的實際安裝適配問題

另外，華為雷射雷達產品的定位是前裝量產，必然要考慮雷射雷達實際安裝適配問題，如安裝數量、安裝位置，以及在運行中碰到的環境適應性問題。基於不同的場景要求，雷射雷達配置方案也有差別。比如， 僅面向高速巡航的場景，配置一個前向雷射雷達可以很好的應對龍門架、隧道場景、ETC抬杆等問題，目前有安裝在前保險槓和車頂兩種位置的趨勢。UH2ednc

但如果要實現從家到公司全場景連續性智能駕駛體驗，則必須解決城區巡航、園區泊車等諸多挑戰。例如大路口複雜交通情況，快遞小哥騎摩託車、行人亂穿馬路這種場景，需要配置3個雷射雷達，實現300°基本無死角的覆蓋。UH2ednc

除造型、布置外，清洗、加熱是雷射雷達解決方案必須要考慮的另外兩個功能。UH2ednc

在雷射雷達被髒汙覆蓋的場景下，可使用智能清洗系統，華為做了大量測試來驗證不同的噴嘴、不同的位置、不同水壓的清洗效果。由於行駛過程中也需要清洗，為了很好地測試這個場景，華為自主設計了智能清洗風洞系統，模擬在130km/h下清洗能力，然後再測試不同的噴嘴和壓力對清洗效果的影響，得到寶貴的一手數據。UH2ednc

除了智能清洗系統外，華為也開發了智能加熱系統。在被霜、霧、凝露、薄冰覆蓋的場景，雷射雷達內置的智能加熱系統會自動啟動。UH2ednc

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目前，華為已有多個車型的配套經驗，對於造型匹配、安裝位置以及環境工程領域都積累了豐富的經驗。UH2ednc

依託在光通訊領域積累的精密製造能力以及先進工藝裝備實驗室，華為快速建立了第一條車規級雷射雷達的Pilot產線，定位是前裝量產，面向乘用車的前裝量產的產品化開發。面向百萬級量產需求，華為已按照年產10萬套/線在推進，以適應未來大規模量產需求。UH2ednc

首款搭載3個華為96線雷射雷達的車型

根據平安證券報告，當前在智能汽車商布局上走在前列的國內三大造車新勢力蔚來汽車、小鵬汽車、理想汽車，其自動駕駛雷達領域的最高配置均為毫米波雷達。國外公司在雷射雷達採用上走在前列，通用Cruise搭載了4個雷射雷達、谷歌Waymo ONE搭載了5個。UH2ednc

11月底，小鵬汽車CEO何小鵬透露明年將推出全球首款搭載雷射雷達的量產智能汽車。UH2ednc

12月17日，據媒體報導，日前，英特爾旗下子公司Mobileye表示，其系統可以使用內部開發的光檢測和測距(雷射)傳感器，而不是使用公司的合作夥伴Luminar Technologies的雷射雷達傳感器，能極大降低成本。UH2ednc

華為、小鵬、英特爾等自動駕駛領域先行者的積極行動有望拉動未來雷射雷達市場空間，2021年雷射雷達「上車」值得期待。UH2ednc

值得一提的是，在華為發布會的同一天，北汽的高端新能源品牌ARCFOX 也宣布極狐 HBT 智能電動車將搭載 3 個華為 96 線中長距雷射雷達以及 6 個毫米波雷達、12 個攝像頭、13 個超聲波雷達，同時搭載 352Tops 算力的華為晶片。UH2ednc

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ARCFOX極狐HBT諜照曝光UH2ednc

除了搭載華為雷射雷達，極狐HBT還將搭載包括華為「1個全新的計算與通信架構」、「5大智能系統」、「三大計算平臺以及對應的三大作業系統」 以及「包括雷射雷達在內的30+智能化部件」等在內的軟硬體，通過華為HI品牌全棧智能汽車解決方案， HBT將成為華為首款HI尾標上車車型，也成為華為聯合造車的首款落地車型。UH2ednc

責編：Luffy LiuUH2ednc

本文綜合自華為官微、科創板日報、車雲網、IT之家、功夫汽車、雷鋒網、未來汽車日報報導UH2ednc

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