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年初搭载了华为自动驾驶系统的车辆在复杂的城市道路,上演了一把如老司机般的平顺操作,彻底带火了激光雷达,以至于后来谁的自动驾驶要是不带个激光雷达,就好像无脸面对江东父老一般。如今喊出搭载激光雷达的车型确实越来越多,但基本都处在预定状态,交付日期遥遥无期。
恐怕令那些准车主们想不通的不是为何迟迟提不了车,而是“第一代激光雷达没交付,第二代已经量产”。在今年广州车展上,广汽埃安带来了全球首款搭载了3颗第二代智能可变焦激光雷达AION LX Plus,车子一出,就引发了大批科技爱好者的热烈讨论。除了车子本身外,更多的人将目光聚焦在了第二代智能可变焦激光雷达上,那相比第一代激光雷达,第二代智能可变焦激光雷达究竟带来了哪些升级?AION LX Plus又会在自动驾驶方面带来哪些惊喜?
神奇的激光雷达
激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量,发展至今,激光雷达甚至可以将被测物体的材质、形状和颜色等进行精准辨别。它被誉为继核能、电脑、半导体之后人类最重要的发明之一。
早年因为成本、体积等方面的原因,激光雷达主要运用在军事、医疗、测绘等领域。近年来,随着技术的发展,激光雷达的成本、体积不断下降,所以也被用在了汽车的自动驾驶领域。
目前小鹏P5、北汽极狐S、蔚来ET7以及广汽埃安AION LX Plus相继推出了搭载激光雷达的自动驾驶辅助系统。不过不同的是,前三者为第一代机械式棱镜激光雷达,后者为第二代智能可变焦激光雷达,一字之差,性能却差之千里。
简单了解激光雷达的工作原理
在要区分两代雷达的差别,有必要先简单了解激光雷达的工作原理,激光雷达发出激光束并照在目标物体后,系统接受并处理反弹回来的激光束,最后输出图像(专业名词:点云图像,是由一个个点组成,有点类似像素)。一张“点云”图代表一帧,对应激光雷达内部电机旋转动一圈完成一次扫描。
判断激光雷性能的一个重要指标是采集率,就是每秒钟进行有效采集的次数,可直观理解为一秒内产生的点云数目,点云数目越多,所输出的点云图像越清晰,识别率就越高。在其它条件差别不大的情况下,采集率主要由分辨率(也称角分辨率)和刷新帧率决定。
刷新帧率代表激光雷达一秒钟扫描的频次,和电机旋转的圈数直接相关。而分辨率是指两个线束形成的激光点的夹角,这与我们平常了解的图片分辨率不同。
激光雷达的采集率可以通过分辨率和刷新帧率计算得出:
假设某激光雷达的分辨率为0.2°,每一帧的点云数目:360°/0.2°= 1800;每秒10帧,则每秒的点云数目:1800×10=18000;所以采样率为18kHz。
可以看出,采集率和分辨率成反比,分辨率越小,采集率就越高,看得也就越远,越清晰,反之亦然。比如上图,左侧分辨率为0.2°,右侧为0.05°,右侧明显看得更远更清楚。
这里需要注意,分辨率分为垂直分辨率和水平分辨率,有点类似探测视野的宽度和高度,分辨率越小,虽然看得越清楚了,但视野却得更窄,鱼和熊掌不可得兼。
重点来来,目前用在自动驾驶领域的第一代激光雷达和第二代智能可变焦激光雷达,差别就主要在分辨率和刷新帧率上。
第一代还没交付,第二代已经量产
(第一代激光雷达,分辨率和刷新帧率固定)
第一代激光雷达多为一维扫描架构,刷新帧率和分辨率固定不变,但现实中,在不同自动驾驶行驶场景下,系统对刷新帧率和分辨率其实有着不同的需求。
(左:第一代固定分辨率; 右:第二代智能调控分辨率)
在高速自动驾驶场景中,重点关注目标区域放在比较远的地方,以便根据前方路况,提早预判。研究表明,车辆以120km/h行驶时,0.2°垂直分辨率对障碍物的感知距离为120-150米,仅能满足安全制动要求。而当垂直分辨率提高至0.1°,感知距离将提高到180-200米,对静态小型障碍物的检测距离由85米提升到160米。由此可见,在高速自动驾驶场景中,低分辨率会好于高分辨率,系统可以探测到更远的路况信息,并根据前方路况,提早做出制动、变道等操作,带来更加安全且舒适的体验。
而城市自动驾驶场景,路况又与高速不同,加塞并行车辆、行为各异的行人、横向穿梭的车辆等让路况变得复杂且变化快,障碍物与本车距离极近。所以这时候应该把重点关注目标区域放在近端,需要更大的视野,高分辨率会比低分辨率更安全。
相比第一代激光雷达固定不变的分辨率,第二代智能可变焦激光雷达具有智能可变焦功能,分辨率可以在0.2°-0.05°智能调控(主流第一代固定0.2°),所以无论在高速还是城市低速用车场景,第二代都比第一代更能安全可靠。
另外在面对复杂的城市路况,如果激光雷达刷新帧率越快,越能先识别出路况的变化,越能从容应对加塞、鬼探头等突发状况。此时第二代智能可变焦激光雷达的优势再次显现。
第二代智能可变焦激光雷达刷新帧率可以10-30Hz智能变频,而主流第一代固定在10Hz。刷新帧率变大了之后,不仅可以提高反应速度,而且看得也更清晰,行驶更加安全。另外智能变频的一个好处是,可以在不同用车环境下自动调整电机转速,从而避免了不必要的能源浪费。
除了优异的性能外,第二代智能可变焦激光雷达在体积和成本方面也具有绝对的优势,它的尺寸为(45x110x108mm),相对于大个头的第一代激光雷达,安装更加便捷,而且不影响美观。在探测距离方面,第二代为250mm,第一代普遍为100m。此外,成本相对于第一代也下降了三分之二。
出色的性能+全球最小的体积+成本优势,让激光雷达大规模量产应用成为了必然趋势。所以第一代激光雷达可能面临没交付,第二代已经量产的尴尬。
红绿灯自动拐弯,城市NDA终于来了
除了拥有3颗先进的第二代智能可变焦激光雷达外,广汽埃安还给AION LX Plus配备了6个毫米波雷达、12个超声波雷达、8个自动驾驶高清摄像头、4个环视摄像头和2个独立高精定位模块共计35个智能驾驶硬件,是目前业内最多的。
当然,自动驾驶的性能并不单单由硬件决定,还需要软件、算法等方面的配合,AION LX Plus搭载了目前处于行业领先的华为200TOPS 高算力智能驾驶计算平台,配合同级最多的硬件加持,所以自动驾驶方面的体验也没有让人失望。
据悉,AION LX Plus是广汽埃安首款搭载城市NDA车型,可以实现全路况覆盖,诸如红绿灯路口拐弯/直行、环岛通行、掉头、超车等城市路况,都能胜任。另外因为搭载了刷新帧率更高的第二代智能可变焦激光雷达,所以理论上对车辆、行人、电动自行车等的识别速度会提升3倍左右,从而有效避免了加塞和剐蹭。
另外,因为有了第二代智能可变焦激光雷达的加持,所以新车的高速NDA以及超视距召唤泊车功能,应该会有更加智能的体验。对于它在自动驾驶方面的实际体验,还是蛮期待的。
续航超1000km,加速2.9秒,AION LX Plus看点十足
作为广汽埃安最新旗舰车型,AION LX Plus采用了星海方舟设计理念,整体外观大气前卫,另外新车增加了天际灰、脉冲蓝两款时尚车身。内饰设计简约科幻,作为旗舰车型,用料和配置也都诚意十足,隐藏式电子出风、Nappa真皮座椅、二排腿拖等一应俱全。
配置方面,新车搭载了高通8155座舱芯片和最新ADiGO 4.0智能物联系统,配备了IBCM无感启动、全新AR实景导航、DMS+OMS座舱监控等智能科技配置。
动力方面,AION LX Plus搭载了广汽埃安全球首创的高性能两挡双电机“四合一”集成电驱技术,最大功率达到了540kW,百公里加速只要2.9s,是目前国内最快的量产车型。
续航方面,新车采用了独家自研海绵硅负极片电池技术,电池容量为144.4kWh,CLTC工况续航里程达到了1008km,是全球首款续航超1000km的量产车型。
另外值得称赞的是,AION LX Plus还搭载了3个第二代智能可变焦激光雷达,相比主流车型采用的第一代激光雷达,拥有着更远的探测距离和更快、更准确的目标识别能力,而且体积减少,成本降低了三分之二,更有利于大规模生产。通过“激光雷达+毫米波雷达+智能摄像头+高精地图”的四重感知系统,AION LX Plus具备了城市NDA等高阶自动驾驶能力,为消费者带来了更好、更安全的智能驾驶体验。
总结
燃油车时代的经验告诉我们技术壁垒的威力,因此,在新能源这条全新的赛道上,只有抢占先机掌握核心技术,未来才能具备引领行业发展的能力。AION LX Plus所创造的2.9秒加速成绩无疑是一座里程碑,而在续航、智驾、加速三大科技领域都占得先机的ION LX Plus,不仅代表了广汽埃安的最高科技标准,也塑造了豪华纯电动SUV领域的新格局。
在智能汽车时代,自动驾驶已经成为了车企的必争之地,也是一个企业面向未来的核心竞争力,而第二代智能可变焦激光雷达在AION LX上的量产搭载,带来的不仅仅是更加高阶的自动驾驶体验,也势必将促进整个行业的迭代升级。
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