城市場景下，激光雷達的新平臺式解法-焦點速讀

車東西（公眾號：chedongxi）

作者 ｜ Juice

編輯 ｜ 志豪

(資料圖片僅供參考)

進入到今年后，量產高階智能駕駛成為了行業內的主流方向。

高速NOA正在快速普及，越來越多的新勢力和傳統車企開始上車這一功能，另一方面，城市NOA的發展也非常迅速，部分車企已經開始推送給用戶，今年將會進一步擴大規模。

在這一趨勢下，自動駕駛方案供應商和車企們都在傳感器方面達成了一致的默契——必須上車激光雷達來應對更加復雜的城市場景。

而這也促進了激光雷達行業的快速發展，在本次上海車展上，多個激光雷達企業都展示了自己的最新產品。

國內激光雷達北醒也在車展上正式發布了“北醒應龍”平臺，這是全球首個車載512激光雷達平臺。

512時代的激光雷達可以最大程度地保證智能駕駛的安全，對于城市環境中的不確定因素的應對能力也較為突出。

不過對于激光雷達來說，越高性能的激光雷達也面臨著更高的成本挑戰，而北醒通過一種“新平臺”式的解法，為城市智能駕駛的落地推廣提供了更多可能性。

去年，北醒發布的512線激光雷達憑借高線數成為行業首個吃螃蟹的企業。

那么，北醒是如何研發并生產高線數激光雷達的呢？這類激光雷達又能為城市輔助駕駛帶來什么提升呢？

一、發布512激光雷達平臺 克服多重難題

上海車展期間，北醒在其展臺上正式發布了全球首個車載512激光雷達平臺——“北醒應龍”平臺。

北醒CEO李遠介紹北醒應龍平臺

據北醒CEO李遠介紹，北醒應龍激光雷達平臺的底層硬件架構分為三個模塊，分別是高精2D掃描系統，905nm陣列收發和自定義SoC。

這其中最核心的技術則是高精2D掃描系統，通過雙電機三環同步控制技術，可以將掃描角度精度控制在萬分之一。具體來說，就要求激光雷達內的電機每秒鐘轉動近百圈，同時每圈的偏差小于鐘表秒針轉動的一百二十分之一以內。

由于采用了陣列收發系統和2D掃描，“北醒應龍”平臺的發射器數量僅需1D掃描的三十二分之一，接收器僅需要八分之一，解決了成本的限制。

北醒更獨創性地提出了“單線成本”指標，即總成本除以線數。基于“北醒應龍”激光雷達平臺，性能會持續提升，而單線成本會逐代降低。

北醒方面認為激光雷達單線成本的價格會持續降低

北醒還針對這一技術開發了軟件控制系統，可以實現軟件的“一鍵配置”，在感知過程中區域可實現局部高清、視場角聚焦高清和全局高清等不同模式。

得益于軟硬件的同時布局，北醒的激光雷達可以實現在成本可控的情況下，兼容車型跨代升級。

通過模塊化的設計，每個子系統都可以單獨進行迭代升級，甚至還能替換，這樣做的好處除了產品可以持續迭代之外，在生產方面也更有優勢。在生產時，可以分模塊預組裝、檢驗，可以減少整機的裝調流程工序，降低后段的不良率，真正兼顧了成本和可升級性。

而在車展現場，北醒還正式發布了AD2-s，這一產品在反射率為10%的情況下仍具有200m的探測距離，256線的感知力，120°x25.6°的視場角。也將會在今年正式量產交付。

北醒應龍平臺量產產品AD2-s

能夠發布“北醒應龍”平臺也跟北醒此前與滴滴自動駕駛的合作分不開，此前雙方已經聯合推出了國內首款2K圖像級高精度激光雷達“北曜Beta”，這一產品由滴滴自動駕駛為主提供核心設計，北醒輔助設計并負責生產制造。

在雙方合作探索和創新的過程中，形成了“北醒應龍”平臺。

二、高線數強感知激光雷達設計難度高 需解決多方難題

值得注意的是，基于“北醒應龍”平臺的激光雷達可支持“多線定制”，目前推出了256線和512線激光雷達，尤其以512線為例，市面上生產512線數激光雷達的企業，除了北醒之外幾乎沒有，那這類高線數激光雷達的技術難點主要在哪里呢？

如果單說性能，很多雷達公司都能做到高線數的激光雷達，但若同時還要滿足性能、成本和可靠性方面的要求，難度就要再增加一個數量級了。

以北醒512時代的激光雷達為例，首先，車載激光雷達尺寸不能太大，還有成本限制。這就意味著雷達內部不能安裝512個激光發射/接收器，必須用少量激光發射/接收器+2D掃描的方式來實現等效512線的效果——北醒的AD2和AD2-s選的就是這一路徑。

先從激光發射/接收器件來說，傳統機械式激光雷達多使用分立式激光器件。不僅成本較高，還需要進行復雜的校準等操作，因而最佳的思路是選擇使用芯片化的激光發射、接收單元。

“但芯片不是一個神話，不是一個魔法，是一套工藝，一套嚴謹的設計流程，這更考驗一個公司對工程化的節奏感。”北醒CEO李遠向車東西說道。

此外，有了激光收發芯片只是第一步，雷達廠商還要基于芯片進行復雜的光路設計才能讓系統完美工作。

這里難點很多，比如激光發射器會發出不少熱量，光學系統在遇到溫差變化時會讓激光產生飄移等問題；芯片發出的激光在發散角等參數上并不是最佳狀態，需要對光束進行調整，實現多通道均勻；接收端的鏡片組是越大越好，但雷達的整體外形又要求盡可能的小等等。

對沒做過這類產品的公司來說，上面都是難題，但北醒已經針對性的解決了。

北醒前幾年針對工業和大交通領域推出了四代產品，其第三代產品通過鏡頭等器件的特殊設計與巧妙布局，已經解決了光路設計上的多方難題。

前面積攢的經驗也讓AD2在光路設計上實現了進一步的升級，比如其接收鏡片組的鏡片數量比此前減少了60%，但仍然保證了同樣的性能。

解決了激光的發射和接收問題，接下來就是2D掃描部分了。

與激光收發單元一樣，北醒也是在此前的產品中（第三代）提前攻克了技術難關。其難點主要是在電機的精確控制方面。

在這方面北醒也是下了大功夫。首先，向合作伙伴定制了專用的驅動電機，保證在硬件上能夠滿足精確控制和長壽命。其次，北醒自研了電機的驅動IC、電機控制電路和上層的驅動算法，最終實現了對電機和轉鏡的轉動速度和位置的精確控制。

正是通過多項北醒自研技術，最終在高性能、車規可靠性、成本、外觀體積等方面取得綜合平衡。

三、城市環境更復雜 高性能激光雷達更有保證

北醒此次推出的“北醒應龍”平臺上會衍生多款產品，這些產品后續將會向所有車企供貨。據北醒CEO李遠介紹，北醒年中就要向車企交付C樣，年末開啟交付。

由此來看，這一產品后續將會出現在很多量產車上，并在L2級智能駕駛領域發光發熱。

不過，這也就引出了一個新的問題：城市L2級智能駕駛真的需要高線數高性能的激光雷達產品嗎？

目前量產產品中主要為128線激光雷達，這種激光雷達雖然可以幫助車輛更好地感知周邊環境，但由于其線數并不夠多，因此探測距離也不夠遠。

北醒CEO李遠曾經舉過一個例子，當車輛按照100km/h的速度行駛的時候，前方突然出現一個22cm（輪胎平放的高度）的障礙物，正常情況下，車輛從發現障礙物到剎停的極限安全距離大概需要70米，而128線激光雷達對于此類障礙物的探測距離僅有31.5米。

也就是說，128線激光雷達可以感知到這一障礙物，但是留給車輛的反應時間就少了很多，即使人類及時接管，也仍然可能會造成碰撞事故的發生。從這個角度來看，現階段的激光雷達產品在安全性方面還有缺陷。

北醒512線激光雷達的點云信息更豐富

此外，128線激光雷達對于200米外的障礙物的感知能力也會進一步下降，對于瞬息萬變的交通場景來說，這也是一個安全隱患。

因此，對于智能駕駛這么一個對于安全要求非常高的領域，任何的安全隱患都需要被解決，而要解決這些短板最好的辦法就是提升激光雷達的性能。

從這點來看，512時代的高線激光雷達對于城市智能駕駛來說并不算過度堆疊硬件，而是必備的安全配置。

結語：高線數強感知激光雷達將促進城市NOA發展

隨著自動駕駛技術的不斷發展，激光雷達已經開始全面上車了，而激光雷達企業也迎來了快步發展的機會。

不過，在自動駕駛這么一個非常卷的行業內，對于零部件供應商的要求也在不斷提升，對于高性能低成本的激光雷達需求也在提升。

北醒的512線以及256線產品都是車載512激光雷達平臺的代表產品，隨著這些產品的正式投產，國內對于車規級激光雷達的競爭也將會進入到一個新的階段。

而這些高性能激光雷達的量產上車，也給了城市智能駕駛發展提供了更多動力。