作者 | 愛(ài)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(lái)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(jì)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(guò)，相比于長(zhǎng)距主雷達(dá)，補(bǔ)盲雷達(dá)的使用場(chǎng)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(huì)有很多「近身搏擊」的場(chǎng)景，無(wú)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(huì)有更多的同類傳感器，空間中會(huì)有更多的同類或者異類傳感器

這無(wú)疑對(duì)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(dòng)駕駛系統(tǒng)需要依賴其點(diǎn)云輸出來(lái)支撐高難度的決策規(guī)劃控制動(dòng)作。并且，由于距離較短，容許補(bǔ)盲激光雷達(dá)輸出正確點(diǎn)云的時(shí)間裕量是非常小的。

由此可見(jiàn)，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(jì)上下功夫外，補(bǔ)盲激光雷達(dá)還需要針對(duì)補(bǔ)盲場(chǎng)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(wú)數(shù)自動(dòng)駕駛實(shí)踐中積累了大量的特殊補(bǔ)盲場(chǎng)景以及工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并將其轉(zhuǎn)化為了實(shí)用的激光雷達(dá)功能。

本期，咱們就聊聊其中幾個(gè)典型的功能。

去粘連算法：切斷異?！敖z線”

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

原因?qū)嶋H上很簡(jiǎn)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(huì)隨距離而增大，當(dāng)激光束同時(shí)打到前后兩個(gè)相距較近物體邊界，會(huì)同時(shí)產(chǎn)生前后兩個(gè)反射回波，如下圖所示。

但由于兩個(gè)物體相隔較近，前后兩個(gè)回波在時(shí)間維度上會(huì)疊加在一起形成一個(gè)新的回波。從距離上看，這個(gè)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(lái)便會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)物體邊緣之間的虛假點(diǎn)，導(dǎo)致處于同方向上的前后物體邊緣間會(huì)出現(xiàn)漂浮的點(diǎn)云，即點(diǎn)云出現(xiàn)粘連現(xiàn)象。

點(diǎn)云粘連給感知帶來(lái)最大的影響之一，就是誤識(shí)別。

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

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

此外，如果點(diǎn)云粘連過(guò)于嚴(yán)重，系統(tǒng)會(huì)將物理世界原本開(kāi)闊的無(wú)障礙空間范圍變小，影響自動(dòng)駕駛在低速行駛的決策，以及在狹小物理空間的車輛通過(guò)性。

如何避免點(diǎn)云粘連？

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

針對(duì)近距離點(diǎn)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(hào)和點(diǎn)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(diǎn)的影響，降至自動(dòng)駕駛系統(tǒng)可接受的水平。

特定點(diǎn)遮擋：精準(zhǔn)處理異常點(diǎn)云

在補(bǔ)盲雷達(dá)的使用中，難免會(huì)出現(xiàn)掃描視場(chǎng)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(huì)非常復(fù)雜，甚至?xí)a(chǎn)生一些點(diǎn)云怪象。

其中一種怪象就是近車體虛假浮點(diǎn)。

具體而言，激光雷達(dá)出射的某個(gè)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(diǎn)云粘連的原理，會(huì)在車頭前方產(chǎn)生虛假的浮點(diǎn)。

而類似的點(diǎn)多到一定程度，就會(huì)在車體前方形成障礙物。

另外一種點(diǎn)云怪象是車身上的多余噪點(diǎn)。

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(huì)有部分能量直接回到探測(cè)器，形成車身上的點(diǎn)。

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(huì)反射到空間中的障礙物，從而形成不必要的噪點(diǎn)。

上述種種「近車身肉搏」產(chǎn)生的點(diǎn)云怪象都是自動(dòng)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(lái)處理這些異常點(diǎn)云，確保整車出廠的時(shí)候，補(bǔ)盲激光雷達(dá)與車身之間沒(méi)有「瓜葛」。

針對(duì)這類異常點(diǎn)云，可以開(kāi)發(fā)特定點(diǎn)刪除套件，通過(guò)在固件底層對(duì)特定角度點(diǎn)的處理，完成對(duì)異常點(diǎn)的濾除，解決因車體干涉造成的點(diǎn)云怪象。

這其中需要解決的關(guān)鍵難點(diǎn)是，對(duì)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(cuò)：提升集成效率

前面討論了補(bǔ)盲激光雷達(dá)在感知過(guò)程中的兩個(gè)特殊性功能設(shè)計(jì)，但對(duì)車企來(lái)說(shuō)，激光雷達(dá)的使命從交付的那一刻就已經(jīng)開(kāi)始了。而這個(gè)常常被忽略的階段，也隱藏著很多對(duì)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(huì)同時(shí)使用多個(gè)補(bǔ)盲雷達(dá)來(lái)盡可能保證零盲區(qū)，這時(shí)需要考慮如何在多雷達(dá)的情況下便捷地實(shí)現(xiàn)安裝防錯(cuò)。

不僅要防錯(cuò)，還要便捷。先來(lái)看看激光雷達(dá)安裝如何防錯(cuò)。

在一臺(tái)車上應(yīng)用多臺(tái)同類補(bǔ)盲雷達(dá)的情況下，有兩種常見(jiàn)的防錯(cuò)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(hào)，安裝時(shí)根據(jù)雷達(dá)的型號(hào)對(duì)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(diǎn)是簡(jiǎn)單直接，缺點(diǎn)是客供雙方物料管理都比較麻煩，且備件數(shù)量會(huì)隨型號(hào)不同倍增；第二種方案的優(yōu)點(diǎn)是物料管理簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)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(diǎn)、規(guī)避兩者缺點(diǎn)的智能化方案，以實(shí)現(xiàn)“多雷達(dá)便捷防錯(cuò)”，真正提高補(bǔ)盲激光雷達(dá)在整車集成過(guò)程中的效率。

端到端完整方案：「易用」的基礎(chǔ)

對(duì)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(yàn)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(guò)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(shí)現(xiàn)抗串?dāng)_，來(lái)應(yīng)對(duì)越來(lái)越常見(jiàn)的多傳感器場(chǎng)景？

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

• 如何設(shè)計(jì)其電源和信號(hào)線路，以減少線束？

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

凡此種種，不一而足。這些都是一個(gè)“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(chǎng)上，“指標(biāo)參數(shù)拼殺”時(shí)刻在上演。但從車企的角度來(lái)看，指標(biāo)參數(shù)的成功不是最終目的，為車企帶來(lái)價(jià)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(jià)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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