補盲激光雷達，照亮自動駕駛隱秘的角落

近日，“一位清潔工躺地下車庫通道午睡被碾身亡，司機被羈押366天后被判無罪，獲賠21萬”的新聞上了各大熱搜，中間責任判定自有專業(yè)部門進行，但是事故發(fā)生時的場景引發(fā)了筆者的思考。 圖1所示是事故發(fā)生時的視頻截圖，從圖1可見，紅圈位置處于司機的視野盲區(qū)中，司機是無法發(fā)現紅圈位置有一個躺著午睡的人的。那么問題來了，如果車輛此時激活的是L4代客泊車功能，正在由系統控制車輛通過車庫入口，那么自動駕駛系統此時能避免嗎。

基于代客泊車當前主流的傳感器配置，筆者的結論是：無法避免。 一個躺著的人離地也就20cm左右，在上述場景下，無論是激光雷達還是相機還是毫米波雷達由于本身盲區(qū)及視場角限制都無法探測到紅圈處躺著的人。那么當下或未來有沒有一種傳感器，可以應對這種場景？ 不僅有而且已經有不少廠家在嘗試裝車，這個傳感器就是叫好不叫座的補盲激光雷達。

車載激光雷達在2022年迎來了量產上車的大年，一眾新勢力主機廠在新車型上裝配激光雷達后，各大傳統主機廠也開始紛紛跟上腳步。但中長距激光雷達已經卷不出新意后，大家紛紛把目光投到了下一個領域—補盲激光雷達。

為何大家會覺得補盲激光雷達會是下一個可卷的領域呢？這就要從主機廠們卷激光雷達的數量開始說起，為了實現全車360°視場角全覆蓋，盡可能的實現傳感器視野盲區(qū)，主機廠們在一些旗艦車型上堆了好幾顆激光雷達。小鵬G9有2顆，極狐阿爾法s華為HI版方案用了3顆，長城機甲龍堆了4顆。 4顆激光雷達的車型可以完全覆蓋車輛前、后、左、右四個方向，而3顆激光雷達的布置舍棄了后向，1顆或者2顆激光雷達的車型都將雷達布置在前向，但2顆激光雷達車型前向左右兩側的視場角要比1顆激光雷達的會更大一點。

這么一看，激光雷達這玩意兒多多益善呀，但是激光雷達這個東西貴呀，從自駕系統硬件成本上來測算，除了域控，第二貴的就屬激光雷達了。而且激光雷達的增加會讓域控處理的感知信息量大幅增加，隨之芯片成本和閃存存儲器（Univeral Flash Storage， UFS）成本也大幅增加，最終反應到車輛價格上就會導致產品競爭力下降。

其次，主激光雷達的技術規(guī)格側重遠距離，垂直視場角只有25°~30°，對于補盲所希望的大視場角有所不同，用起來不順手。因此，在預研規(guī)劃下一代自動駕駛硬件方案時，主機廠和供應商都會嚴肅考慮補盲激光雷達的產品定位。成本更低但是性能夠用的補盲激光雷達成了一個很好的選擇，補盲激光雷達主要布置在側向位置，最小外露視窗尺寸小，探測能力100m左右，視場為100°*75°廣角，高可感知路牌、欄桿、立體車庫夾層，低可探測孩童、寵物、錐桶、斑馬線等。 如下表1所示，是目前市場上主流的補盲激光雷達的參數。

表1 主流補盲激光雷達參數對比

下面筆者以速騰聚創(chuàng)E1為例，詳細闡述一下補盲激光雷達的作用，建立起大家對補盲激光雷達的一個基本概念。 速騰聚創(chuàng)E1采用940nm激光波段，激光人眼安全等級為最高的Class 1 Eye Safety，屬于安全型激光，在正常使用條件不會對行人的健康帶來危害。視場角為120°×90°，角分辨率為H×V：0.625°×0.625°，幀率為可配置的10~30Hz。

在100klux光照，10%反射率條件下，其探測距離為30m，檢測盲區(qū)低于0.1m，測距精度為±5cm（1 sigma）。功耗小于15W，重量低至300g，工作溫度范圍為（-40°C，85°C），防護等級為IP67，IP6K9K。 從表1可知，補盲激光雷達的水平視場角都很大，這就能支持最優(yōu)部署方案，所謂最優(yōu)部署方案，就是實現車輛360度無死角覆蓋，沒有盲區(qū)的存在。如圖2所示的三種部署方案，2補盲1前向能保證最優(yōu)部署方案，3補盲1前向和4補盲1前向已經能保證足夠的感知冗余了。這種最優(yōu)部署方案可以保證融合零盲區(qū)，提前發(fā)現對向來車，安全掉頭。

圖2 激光雷達部署方案 從表1可知，補盲激光雷達的垂直視場角較前向激光雷達都大，大垂直視場角有什么好處呢？從圖3的75°視場角和90°視場角比較可以看出，大垂直視場角能兼顧地面補盲與側向大范圍感知，有效降低盲區(qū)角度和盲區(qū)范圍。從圖4可知，補盲激光雷達能有效彌補現有自動駕駛硬件感知中的Corner Case。

圖3 75°垂直視場角 vs 90°垂直視場角

圖4 補盲激光雷達感知物體 對于補盲激光雷達對自動駕駛功能的提升，筆者從泊車、高速和低速三個方面進行闡述。 從代客泊車功能的實現來看，補盲激光雷達的增加除了完美實現自車360無死角的覆蓋之外，還可以精確可靠的感知碰撞邊界，從而實現真正安全智能可靠的代客泊車功能。

從高速路自動駕駛功能來看，目前功能在面對較擁堵環(huán)境的cut-in/cut-off場景無法應對，自車在面對后車搶行、側向空間不足時，無法進行安全變道，加裝補盲激光雷達后，自車能有效增加側向感知性能，從而優(yōu)化變道算法，在較小空間內實現變道。

低速場景，主要是交通擁堵功能，通過兩顆補盲激光雷達的360全視場角覆蓋，可以解決側向盲區(qū)和異形目標檢測問題，彌補了前向激光雷達視場角以外區(qū)域的感知效果差異，能夠有效應對加塞和變道，有效應對復雜的城區(qū)工況。尤其是在城區(qū)路口轉彎、人車混行道路等場景下，由于交通參與者的構成比較復雜，補盲激光雷達能起到的作用更為顯著。

總的來說，補盲激光雷達的部署可以提供更為豐富的點云數據，加強自動駕駛系統對周圍目標進行精確的分類和識別，有助于自動駕駛系統更好地理解和預測其他交通參與者的行為和意圖，從而及時識別潛在的危險和風險，并采取適當的措施來避免碰撞或者事故，增加自動駕駛功能的實用性。

審核編輯：劉清