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补全辅助驾驶盲区 禾赛科技发布纯固态激光雷达FT120

易车讯 从自动驾驶技术出现开始,我们就在讨论激光雷达,但乘用车激光雷达真正上车也就是这两年。在此之前,虽然激光雷达就已经在商用自动驾驶车辆上有了广泛的应用,但把它用在量产乘用车上显然不现实,因为个头太大,成本太高。

直到2021年,激光雷达领域的领头羊禾赛科技和速腾聚创分别推出半固态激光雷达,半固态激光雷达才逐渐开始应用于乘用车上。好消息是,最快明年,我们可能就能用上搭载纯固态激光雷达的量产车了。

2022年11月2日,禾赛科技正式发布面向ADAS前装量产车的纯固态近距补盲激光雷达——FT120,预计2023年下半年量产交付,售价也会比禾赛AT系列便宜不少。

半固态激光雷达在乘用车上的应用

目前国内市场上搭载激光雷达的车型已经有十多款,包括今年新出的理想L9智己L7集度ROBO-01探月限定版以及路特斯Eletre等。

而他们搭载的基本都是远距半固态激光雷达,例如禾赛AT128和聚创M1。如果你仔细观察过今年新出的探月限定版,或许能从上面找到禾赛AT128的痕迹。

△禾赛AT128产品图

这是一款外形非常轻薄的产品,对于量产车厂而言,它的安装位置和设计方案可以非常灵活,例如轻松嵌入车身,无缝融合到整车外形设计中。比如,下图展示了四种AT128安装方案:

禾赛科技在CES 2022发布新一代车规级激光雷达

禾赛科技在CES 2022发布新一代车规级激光雷达

禾赛科技在CES 2022发布新一代车规级激光雷达

禾赛科技在CES 2022发布新一代车规级激光雷达

△禾赛AT128装车方案示例

之所以能做到这么薄还在于禾赛的技术实力,AT128搭载了禾赛最新一代自研车规级芯片,单个电路板就集成了128个扫描通道,实现了芯片化固态电子扫描。同时芯片化技术还解决了传统高性能激光雷达体积大、不够美观的难题。

AT128也是业界首个基于VCSEL阵列光源打造的远距ADAS半固态激光雷达,以嵌入芯片的VCSEL平面化光源替代了传统激光雷达庞大的分立式器件光源,显著降低了激光雷达的制造成本,从而大大提升了激光雷达解决方案面向ADAS市场的竞争力。

同时,这也让原本复杂的多通道装调工序得到大幅简化,大大提高了自动化产线的生产速度,获得近乎完美一致的可大规模量产化产品。

在性能方面,激光雷达业界公认的性能核心指标是:测距能力、分辨率、精度,禾赛AT128同样做到了极致。其不仅具备200米@10%的超强测远能力,最远地面线可以达到70米。在分辨率和精度上,禾赛AT128的点频也超过每秒153万个点,更高的点频意味着激光雷达能够捕捉到更多物体的有效细节,也就是分辨率更高,更容易分辨出物体类型。

禾赛科技在CES 2022发布新一代车规级激光雷达

△AT128与其他典型半固态激光雷达探测200米物体对比

另外,在可靠性和安全性方面,禾赛AT128也下了功夫。例如通过一维转镜扫描方案实现比二维高速机械扫描更高的可靠性。安全方面从设计到验证都遵循了全流程闭环车规级要求。

禾赛科技在CES 2022发布新一代车规级激光雷达

△禾赛AT128的点云效果

半固态激光雷达不适用于盲区监测

当前的车辆ADAS系统中,类似禾赛AT128这样的半固态激光雷达,主要作用还是用于前后方远距探测。你可以理解为是摄像头与毫米波雷达的合体,既能看清物体形状,更能还原物体的三维形态。准确度理论上是优于摄像头+毫米波雷达感知方案的,可以进一步提升车辆在辅助驾驶中的安全性。

但半固态激光雷达的垂直视场角通常不大,若用于两侧补盲,对于车身近处的低矮物体可能会存在感知缺失。其次,补盲激光雷达通常要布置多颗,使用半固态激光雷达成本上并不划算。

所以目前大部分车辆两侧及车后的近距离探测主要还是依靠超声波雷达,即我们常见的倒车雷达来完成。

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但倒车雷达只能简单的感知车辆周围有没有障碍物,以及障碍物的距离,至于障碍物长什么样,它是不知道的。为了更准确识别车辆周围的障碍物到底是行人还是绿化带,因此我们需要近距激光雷达,也就是我们今天说到的禾赛FT120纯固态激光雷达。

其优势是兼具大垂直视场角,价格也比AT128半固态激光雷达更便宜,可以与远距的半固态激光雷达 AT128 形成完整的车规级激光雷达解决方案。

补盲纯固态激光雷达大有可为

此前禾赛曾发布过一款超广角近距激光雷达QT128,但那是专为L4级robotaxi和robotruck等自动驾驶应用打造的补盲雷达,是机械式的。

而FT120是一款专为量产乘用车近距补盲打造的纯固态激光雷达,其其拥有 100° x 75° 超广角视场和零盲区的优势,最大量程为 100 米,既能够感知到高处的路牌、栏杆、立体车库夹层等,也可以探测到低矮的孩童、宠物、锥桶、斑马线等。192,000 点/秒的点频 (单回波模式下) 和 160 (H) x 120 (V) 的全局分辨率,让这款激光雷达能够探测到丰富的物体细节,实时掌握周边环境信息。

技术上,FT120激光发射与接收完全通过芯片完成,总元器件数量相比传统激光雷达大大减少,内部没有任何运动部件,从而大幅提升了产品可靠性、生产效率和量产一致性,专为车规级大规模量产而生。

△FT120 爆炸示意图

实现如此简洁而优雅的设计,要归功于禾赛研发多年的纯固态电子扫描技术(E-Scanning)。拿 AT128 做个简单对比:禾赛基于 E-Scanning 技术,在几厘米的芯片上实现了 128 组激光接收通道的线列集成,这已经是业内首创了。

而 FT120 则更进一步,“连线成面”,在单个芯片上集成了由数万个激光接收通道组成的「面阵」,其难度之高,相当于在一根根头发丝上“绣花”。

△AT128 线列与 FT120 面阵接收系统的对比示意图

基于高度集成化的架构,FT120 在保证出色性能的同时体积十分小巧,可无缝嵌入车身两侧或四周,根据实际需求灵活安装在两侧翼子板、进气格栅、后保险杠等位置,最小外露视窗尺寸仅为 70 mm x 50 mm (水平或垂直放置可由主机厂定义),兼顾功能与美观。

△FT120 装车位置示意图

激光雷达“一哥” 禾赛科技与速腾聚创

谈到了激光雷达就不妨提一下这个领域的领军企业,主要有两家,禾赛科技和聚创,有意思的是这两者最开始都不是激光雷达起家的。这两家公司都成立于2014年,彼时禾赛科技主要做危化气体泄漏检测,而聚创主要做静态测绘。后来自动驾驶概念兴起他们都开始转型做激光雷达,算是正好抓住了风口。

相对而言,聚创有先发优势,在2017年就率先推出了基于MEMS技术方案的车规级半固态激光雷达M1。三年之后的2021年,M1正式对外发售,目前已搭载在小鹏G9、广汽埃安AION LX威马M7等车型上。

聚创M1激光雷达

而禾赛科技的优势就在于技术实力和自建工厂,其在2017年就推出了40线的机械旋转式“王牌”产品Pandar40,当时的主战场在商用车自动驾驶机械式激光雷达,主要针对的是L4级别自动驾驶车辆。

而禾赛虽然直到2021年8月才发布针对L2级别OEM厂商的半固态激光雷达AT128,但同年就量产交付了也没比聚创M1晚,反而因为务实的作风更受主机厂欢迎。

凭借过硬的产品力和量产交付能力,禾赛在主机厂中声名鹊起,禾赛AT128在 ADAS 领域再次领跑市场,获得了理想、长安、高合、等多家顶级主机厂旗下多款车型总计数百万台的量产定点。

相关数据显示,目前禾赛Pandar 系列已经获得了全球 L4 自动驾驶激光雷达市场近 60% 的市占率(Yole Intelligence 今年 8 月发布的《2022 年汽车与工业领域激光雷达应用报告》);加州路测排名最高的 15 家自动驾驶公司中,有12 家都采用了禾赛产品作为主激光雷达(2021 年加州车辆管理局(DMV)自动驾驶路测报告);禾赛AT128在今年9 月交付超过 1 万台,10 月交付再次过万,这也是自建工厂带来的保证。而今天,FT120 在正式官宣发布之际,也已经获得了来自多家主机厂超过 100 万台的量产定点。

编辑总结:对于激光雷达来说,发布只是一次正式对外的亮相,能否量产才是真正的较量。但就像禾赛说的,虽然FT120不是第一个发布的纯固态激光雷达,但可能又是第一个量产。可见禾赛对自己交付能力的自信。

△禾赛麦克斯韦智造中心,预计2023年上半年投产

我对这句话倒是不怀疑,因为禾赛年产能百万台的“麦克斯韦”智造中心,明年也将全面投产,将为禾赛激光雷达的大规模量产提供更为充足的产能,而且成本会进一步下降,也就意味着搭载纯固态激光雷达的智能汽车价格也会越来越低,让我们保持期待吧。

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