Robotaxi發(fā)展再加速，智能駕駛傳感領(lǐng)域檢測迎來全新挑戰(zhàn)

近期，自動駕駛在各城市落地中引起了大量討論話題。在國內(nèi)，百度旗下蘿卜快跑平臺在武漢被允許在主城區(qū)的大半道路上自由通行，真正的“無人駕駛出租車”開始進(jìn)入大眾視線中；上海發(fā)放首批完全無人載人車牌照，浦東部分路段開啟應(yīng)用；廣州擬立法支持智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展，正在向社會廣泛征求意見......

而在國外，特斯拉首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克于7月24日表示，特斯拉的Robotaxi 計劃于10月10日發(fā)布，其FSD（全自動駕駛）近日推送了最新的V12版本，大幅提升智能駕駛能力，實(shí)現(xiàn)感知決策執(zhí)行一體化并預(yù)計在12.6版本發(fā)布后登陸中國、歐洲和其他國家。

隨著越來越多互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、車企、出行企業(yè)進(jìn)入布局智能駕駛領(lǐng)域，技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用落地為人們的出行帶來新的選擇和便利，同時也引發(fā)公眾對安全性的關(guān)注和討論。

高階智駕的發(fā)展是無人駕駛系統(tǒng)在技術(shù)層面落地的基石，而感知是智能駕駛的先決條件，車輛的傳感器需要通過嚴(yán)苛的可靠性驗證，方可保障智能駕駛的行駛安全。

本期“專家訪談”欄目，我們邀請到廣電計量集成電路測試與分析事業(yè)部資深技術(shù)專家王河清博士，探討智能駕駛中傳感系統(tǒng)面臨的安全性挑戰(zhàn)以及如何助力提升系統(tǒng)及產(chǎn)品測試效率和設(shè)計質(zhì)量等問題。

王河清 廣電計量激光雷達(dá)及光電子資深技術(shù)專家

工學(xué)博士，負(fù)責(zé)廣電計量激光雷達(dá)及光電子芯片測試，具有多年的激光器探測器設(shè)計研發(fā)和測試經(jīng)驗，主導(dǎo)廣電計量承接的靈明光子、老鷹半導(dǎo)體等多款A(yù)EC-Q102產(chǎn)品認(rèn)證項目。

01 隨著無人駕駛、NOA功能（高階智能駕駛輔助）等技術(shù)落地，傳感系統(tǒng)起到了什么關(guān)鍵作用？

王河清：得益于人工智能、傳感器和大數(shù)據(jù)技術(shù)的進(jìn)步，智駕技術(shù)已經(jīng)從“自動泊車”“自適應(yīng)巡航”等簡單的輔助駕駛功能發(fā)展到應(yīng)對復(fù)雜城市環(huán)境的高級系統(tǒng)。具備智能駕駛能力的車輛通過感知系統(tǒng)收集周圍環(huán)境的高精度數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)周圍環(huán)境感知，結(jié)合計算機(jī)視覺、人工智能、高精度地圖等智能系統(tǒng)做出相應(yīng)的駕駛決策輔助或執(zhí)行。

高級輔助駕駛系統(tǒng)（ADAS）主要包括感知系統(tǒng)（感知層）、計算分析（決策層）、控制執(zhí)行（執(zhí)行層） 三大模塊，其中感知是智能駕駛的先決條件，其探測的精度、廣度與速度直接影響智能駕駛的行駛安全。

由于高階智能駕駛逐步脫離人工控制，因此車輛需要提高安全冗余設(shè)計，具備更強(qiáng)的環(huán)境感知能力以應(yīng)對各種極端和難以預(yù)測的長尾場景情況，從精度、準(zhǔn)確性、探測距離、實(shí)時處理能力、多傳感器融合能力等多方面綜合評估其穩(wěn)定與可靠性，例如提前發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的潛在危險、在惡劣條件下保持良好感知等，為系統(tǒng)反應(yīng)爭取更多時間。

02 傳感器是感知系統(tǒng)的核心部件之一，激光雷達(dá)因其綜合性能強(qiáng)大常應(yīng)用于各類高階智能駕駛的傳感方案中，它的核心優(yōu)勢以及挑戰(zhàn)是什么？

王河清：目前國內(nèi)大部分車企選擇“多傳感器+高精地圖”技術(shù)路線，像 “蘿卜快跑”所使用車輛的車頂上整合了主激光雷達(dá)、攝像頭、毫米波雷達(dá)與超聲波雷達(dá)等多種傳感器。其中，激光雷達(dá)相較于其他傳感器，核心優(yōu)勢在于能提供高精度、高分辨率的三維空間信息，對環(huán)境感知更精準(zhǔn)全面。但是各參數(shù)之間的差異將會直接影響激光雷達(dá)的測距能力和感知精準(zhǔn)度，衡量激光雷達(dá)核心性能的參數(shù)包括線束、探測距離、分辨率、視場角FOV、點(diǎn)頻等。

例如，在障礙物規(guī)避中，自動駕駛汽車感知引擎需要在足夠的時間內(nèi)識別道路危險，以便進(jìn)行安全操作，比如剎車以避開輪胎碎片。以高速公路上正常速度行駛的車輛為例，從發(fā)現(xiàn)目標(biāo)障礙到安全停止的剎車距離大約在200-250米，在惡劣天氣下剎車距離還會延長，因此激光雷達(dá)的探測距離最好要大于300m。在超遠(yuǎn)探測距離下，同樣也需要雷達(dá)線束和分辨率越高越好，激光雷達(dá)線束越多，分辨率越高，可以更清晰完整收集到各類物體的3D輪廓，可以用更多的點(diǎn)云數(shù)量檢測和識別遠(yuǎn)處小物體如輪胎、錐桶、兒童等，有效提高測量精準(zhǔn)度，提升智能駕駛的安全性?？偟膩碚f，激光雷達(dá)各項參數(shù)在規(guī)定的指標(biāo)上冗余越多，車輛安全性則得到更好的保障。

然而，當(dāng)前高昂的成本限制了其在更廣泛汽車市場的大規(guī)模普及。要降低成本，不僅需要在技術(shù)方面進(jìn)行創(chuàng)新，探索新材料和更高效的制造工藝，還需通過大規(guī)模量產(chǎn)來分?jǐn)傃邪l(fā)和生產(chǎn)成本，同時要對供應(yīng)鏈進(jìn)行優(yōu)化，降低原材料和零部件的采購成本。

在市場需求方面，隨著汽車智能化的加速發(fā)展，行業(yè)對激光雷達(dá)的需求呈現(xiàn)迅猛增長的趨勢。據(jù)相關(guān)市場研究報告，預(yù)計到 2025 年，全球汽車激光雷達(dá)市場規(guī)模將超過 50 億美元，年復(fù)合增長率高達(dá) 30%以上。

03 基于激光雷達(dá)在汽車中的應(yīng)用場景和汽車自身的高可靠性要求，激光雷達(dá)及其組件要進(jìn)入車用供應(yīng)鏈，必須通過嚴(yán)苛的可靠性驗證。目前主要參考哪些法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)以確保產(chǎn)品的安全性、可靠性和性能？

王河清：法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定了激光雷達(dá)及其組件在性能、可靠性、耐久性等方面必須達(dá)到的最低要求，確保不同廠家生產(chǎn)的激光雷達(dá)及其組件在質(zhì)量和性能上具有一致性和可比性，降低了整個供應(yīng)鏈的風(fēng)險。

2024年初，中國汽車工業(yè)協(xié)會批準(zhǔn)正式發(fā)布了2項團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CAAMTB 180-2023《車載閃光式固態(tài)激光雷達(dá)技術(shù)要求及檢測方法》和T/CAAMTB 181-2023《車載激光雷達(dá)用激光發(fā)射器技術(shù)要求及檢測方法》，廣電計量參與編制。兩項標(biāo)準(zhǔn)針對車載閃光式固態(tài)激光雷達(dá)和車載激光雷達(dá)用激光發(fā)射器的術(shù)語和定義、性能測試和檢驗規(guī)則提出規(guī)范要求，填補(bǔ)了國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的空白，為企業(yè)、科研院所、檢測及認(rèn)證機(jī)構(gòu)的測試及研究提供指導(dǎo)和參考。

在激光雷達(dá)整機(jī)領(lǐng)域，車規(guī)要求尚沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)，一般參考的是ISO 16750/ GB/T 28046系列、IEC 60068-2/ GB/T 2423系列等通用可靠性標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范以及T/CAAMTB 180-2023等團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)。測試范圍覆蓋參數(shù)測試、電氣性能檢測和可靠性測試方面。

在激光雷達(dá)零部件領(lǐng)域， AEC-Q是目前公認(rèn)、通用的光電半導(dǎo)體國際可靠性驗證標(biāo)準(zhǔn)，可為相關(guān)產(chǎn)品提供全面詳盡的驗證方案。同時也有效解決了國產(chǎn)元器件不敢用、怎么用的問題，切實(shí)提升供應(yīng)鏈合作的深度與黏性。

激光雷達(dá)元器件按照不同功能，適用于不同的AEC-Q標(biāo)準(zhǔn)，如SOC等集成電路芯片適用于AEC-Q100、激光器脈沖驅(qū)動電路中的分立器件適用于AEC-Q101、激光器、探測器等光電器件適用于AEC-Q102等。只有通過相對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的全部測試項目且AEC-Q試驗要求零失效，供應(yīng)商方可宣稱該產(chǎn)品已通過相應(yīng)的 AEC-Q 認(rèn)證。

04 廣電計量如何幫助激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)鏈包括整機(jī)和零部件廠商提高其可靠性和質(zhì)量？

廣電計量是國內(nèi)率先構(gòu)筑了車規(guī)級檢測能力的第三方檢測機(jī)構(gòu)之一，承建了工業(yè)和信息化部的“集成電路芯片應(yīng)用驗證平臺”和廣東省工業(yè)和信息化廳的“汽車芯片檢測公共服務(wù)平臺”，參與了多項激光雷達(dá)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)撰寫，具備完整的激光雷達(dá)功能檢測及車規(guī)可靠性檢測認(rèn)證能力，為各大頭部廠商提供專業(yè)服務(wù)。

廣電計量是國內(nèi)第一家完成激光發(fā)射器、探測器全套 AEC-Q102 車規(guī)認(rèn)證的第三方檢測機(jī)構(gòu)，具備 VCSEL、LED、APD、SPAD 等激光器和探測器批次性驗證試驗?zāi)芰?。截止?024 年 7月，廣電計量共計完成了 超20 款激光器和探測器芯片的 AEC-Q102 認(rèn)證，試驗項目累計超過 500 項。

在整機(jī)車規(guī)可靠性上，廣電計量服務(wù)能力覆蓋 ISO 16750 系列/GB/T 28046 系列、IEC60068-2 系列/GBT 2423 系列及 T/CAAMTB 180-2023 等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。具備車載激光雷達(dá)相關(guān)性能全參數(shù)測試能力，可以為各頭部雷達(dá)廠商及主機(jī)廠提供激光雷達(dá)及相關(guān)產(chǎn)品從元器件到總成的一站式技術(shù)服務(wù)，滿足車規(guī)級自動駕駛的測試需求。