作者 | 愛LiDAR的小飛哥

編輯 | 王博

上一期，我們聊了補(bǔ)盲激光雷達(dá)上車的重要前提——安全。

本期我們來聊聊，滿足功能安全、網(wǎng)絡(luò)安全等領(lǐng)域的關(guān)鍵設(shè)計要求之后，補(bǔ)盲激光雷達(dá)怎么做到好用，更貼近工程化的表述是「易用」。

在之前的文章中，小飛哥曾經(jīng)提到過，相比于長距主雷達(dá)，補(bǔ)盲雷達(dá)的使用場景是非常差異化的。補(bǔ)盲激光雷達(dá)主要覆蓋近車身的區(qū)域，因此不可避免地會有很多「近身搏擊」的場景，無論是與周圍環(huán)境還是與自車身，包括：

1. 多元化路面元素：柵欄、各式錐桶和欄桿、寵物、孩童、異型障礙物；

2. 復(fù)雜的反射環(huán)境：環(huán)境內(nèi)各類反射強(qiáng)度的障礙物，更復(fù)雜的多徑反射；

3. 物理接觸：與車身更強(qiáng)的耦合，出其不意的手、飛濺的水花、飄忽不定的尾氣等；

4. 更多傳感器數(shù)量：本車會有更多的同類傳感器，空間中會有更多的同類或者異類傳感器

這無疑對補(bǔ)盲激光雷達(dá)的成像質(zhì)量提出了更加精細(xì)、準(zhǔn)確的要求。畢竟，自動駕駛系統(tǒng)需要依賴其點云輸出來支撐高難度的決策規(guī)劃控制動作。并且，由于距離較短，容許補(bǔ)盲激光雷達(dá)輸出正確點云的時間裕量是非常小的。

由此可見，推出一款補(bǔ)盲激光雷達(dá)容易，但做到「 易用」挑戰(zhàn)還是相當(dāng)大的。

除了在架構(gòu)和硬件設(shè)計上下功夫外，補(bǔ)盲激光雷達(dá)還需要針對補(bǔ)盲場景建設(shè)完善的軟件功能，才能給車企交付工程化意義上“易用”的補(bǔ)盲激光雷達(dá)。

一徑科技在三年前推出第一款補(bǔ)盲激光雷達(dá)產(chǎn)品，在無數(shù)自動駕駛實踐中積累了大量的特殊補(bǔ)盲場景以及工程實踐經(jīng)驗，并將其轉(zhuǎn)化為了實用的激光雷達(dá)功能。

本期，咱們就聊聊其中幾個典型的功能。

去粘連算法：切斷異?！敖z線”

激光雷達(dá)點云粘連，也被稱為“拖點”，是激光雷達(dá)傳感器使用中常見的現(xiàn)象，特別是在近距離的復(fù)雜場景下尤為明顯。

原因?qū)嶋H上很簡單。由于激光雷達(dá)的發(fā)射激光束存在發(fā)散角，也就意味著隨著激光束的傳播，其出射激光的光斑尺寸會隨距離而增大，當(dāng)激光束同時打到前后兩個相距較近物體邊界，會同時產(chǎn)生前后兩個反射回波，如下圖所示。

但由于兩個物體相隔較近，前后兩個回波在時間維度上會疊加在一起形成一個新的回波。從距離上看，這個新的回波比較近處的物體遠(yuǎn)，比較遠(yuǎn)處的物體近，這樣一來便會產(chǎn)生兩個物體邊緣之間的虛假點，導(dǎo)致處于同方向上的前后物體邊緣間會出現(xiàn)漂浮的點云，即點云出現(xiàn)粘連現(xiàn)象。

點云粘連給感知帶來最大的影響之一，就是誤識別。

如下圖，小車穿行在非機(jī)動車道上，馬路中間的圍欄和地面之間會由于粘連而產(chǎn)生線條狀粘連噪點。

這些噪點使得圍欄和地面像是連接在一起而變成一團(tuán)點云。感知很有可能會將這一大團(tuán)點云誤識別成一輛倒在地上的電瓶車；且小車在行駛的過程中有一定速度，且行駛過程中點云角度的變化會使得粘連點也有一定的相對速度。這么近的距離下，存在一個有一定相對速度的倒在地面上的電瓶車，無疑會造成自動駕駛車輛緊急制動或者行駛緩慢。

此外，如果點云粘連過于嚴(yán)重，系統(tǒng)會將物理世界原本開闊的無障礙空間范圍變小，影響自動駕駛在低速行駛的決策，以及在狹小物理空間的車輛通過性。

如何避免點云粘連？

粘連點云的剔除非常有挑戰(zhàn)性，既不能誤刪，也不能漏刪，同時還需要保證多場景的適用性。

針對近距離點云粘連的現(xiàn)象，一種可行的方案是：結(jié)合基于底層物理信號和點云層特征的算法，將復(fù)雜路況和狹窄空間下受到粘連噪點的影響，降至自動駕駛系統(tǒng)可接受的水平。

特定點遮擋：精準(zhǔn)處理異常點云

在補(bǔ)盲雷達(dá)的使用中，難免會出現(xiàn)掃描視場與車體干涉的情況。且由于車體造型形狀和表面材質(zhì)的多樣性，這種干涉現(xiàn)象會非常復(fù)雜，甚至?xí)a(chǎn)生一些點云怪象。

其中一種怪象就是近車體虛假浮點。

具體而言，激光雷達(dá)出射的某個大角度的激光束，部分打在了車頭上，另外一部分打在前方的地面上。根據(jù)前述點云粘連的原理，會在車頭前方產(chǎn)生虛假的浮點。

而類似的點多到一定程度，就會在車體前方形成障礙物。

另外一種點云怪象是車身上的多余噪點。

由于補(bǔ)盲激光雷達(dá)的出射光線與車身的干涉都發(fā)生在離激光雷達(dá)很近的區(qū)域，照射到車體上的激光會有部分能量直接回到探測器，形成車身上的點。

另外，由于絕大部分車身的漆面反射率高，鏡面效果好。因此，部分出射激光照在光滑車身上會反射到空間中的障礙物，從而形成不必要的噪點。

上述種種「近車身肉搏」產(chǎn)生的點云怪象都是自動駕駛系統(tǒng)不希望看到的。因此，需要有工程化且批量化的方式來處理這些異常點云，確保整車出廠的時候，補(bǔ)盲激光雷達(dá)與車身之間沒有「瓜葛」。

針對這類異常點云，可以開發(fā)特定點刪除套件，通過在固件底層對特定角度點的處理，完成對異常點的濾除，解決因車體干涉造成的點云怪象。

這其中需要解決的關(guān)鍵難點是，對車身不同造型的適應(yīng)性，以及出廠批量集成的效率。

多雷達(dá)安裝防錯：提升集成效率

前面討論了補(bǔ)盲激光雷達(dá)在感知過程中的兩個特殊性功能設(shè)計，但對車企來說，激光雷達(dá)的使命從交付的那一刻就已經(jīng)開始了。而這個常常被忽略的階段，也隱藏著很多對于補(bǔ)盲激光雷達(dá)的特殊功能要求。

例如，一款車型如果選擇使用補(bǔ)盲雷達(dá)，則大概率會同時使用多個補(bǔ)盲雷達(dá)來盡可能保證零盲區(qū)，這時需要考慮如何在多雷達(dá)的情況下便捷地實現(xiàn)安裝防錯。

不僅要防錯，還要便捷。先來看看激光雷達(dá)安裝如何防錯。

在一臺車上應(yīng)用多臺同類補(bǔ)盲雷達(dá)的情況下，有兩種常見的防錯方案選擇：

1. 要求雷達(dá)下線即根據(jù)安裝方位分成若干種不同的配置型號，安裝時根據(jù)雷達(dá)的型號對應(yīng)安裝。

2. 雷達(dá)下線不做特殊配置，按默認(rèn)配置統(tǒng)一發(fā)貨裝配，在整車集成的某一步進(jìn)行專門的配置。

第一種方案的優(yōu)點是簡單直接，缺點是客供雙方物料管理都比較麻煩，且備件數(shù)量會隨型號不同倍增；第二種方案的優(yōu)點是物料管理簡單，缺點是需要專門的配置方案。

因此，需要一套能夠兼顧兩種方案優(yōu)點、規(guī)避兩者缺點的智能化方案，以實現(xiàn)“多雷達(dá)便捷防錯”，真正提高補(bǔ)盲激光雷達(dá)在整車集成過程中的效率。

端到端完整方案：「易用」的基礎(chǔ)

對補(bǔ)盲激光雷達(dá)供應(yīng)商而言，補(bǔ)盲激光雷達(dá)的易用性考驗即為交付一套完整的應(yīng)用解決方案，不僅包括硬件，也包括軟件功能，甚至是集成化和應(yīng)用過程中涉及的方方面面。

除了上文分析到的方面，還包括：

• 如何能有更好的人眼安全保護(hù)機(jī)制？

• 如何能更好地實現(xiàn)抗串?dāng)_，來應(yīng)對越來越常見的多傳感器場景？

• 網(wǎng)絡(luò)及同步功能應(yīng)該如何設(shè)計，才能更好地實現(xiàn)多傳感器之間的協(xié)同？

• 如何設(shè)計其電源和信號線路，以減少線束？

• 如何更好地實現(xiàn)超短距離探測，以達(dá)到探測距離零盲區(qū)的要求？

凡此種種，不一而足。這些都是一個“易用”的補(bǔ)盲激光雷達(dá)應(yīng)該滿足的性能要求。

當(dāng)前的激光雷達(dá)市場上，“指標(biāo)參數(shù)拼殺”時刻在上演。但從車企的角度來看，指標(biāo)參數(shù)的成功不是最終目的，為車企帶來價值的“產(chǎn)品成功”，才更有意義。這也正是激光雷達(dá)的“易用”價值所在。

據(jù)悉，一徑科技將于2023CES展上發(fā)布新一代補(bǔ)盲激光雷達(dá)ML-30s+，不僅在成像效果上有十分優(yōu)異的表現(xiàn)，更全面規(guī)劃了車規(guī)全要素的軟件功能，從OEM的角度出發(fā)，打造真正“易用”的補(bǔ)盲激光雷達(dá)產(chǎn)品。

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