2021年1月11-14日，受新冠疫情的影響，CES 2021首次搬到線(xiàn)上舉辦，RoboSense線(xiàn)上向全球受眾揭曉并展示了車(chē)規(guī)級(jí)MEMS固態(tài)激光雷達(dá)RS-LiDAR-M1 (以下統(tǒng)稱(chēng)“M1”)的SOP版本，該產(chǎn)品計(jì)劃于Q2啟動(dòng)定點(diǎn)項(xiàng)目量產(chǎn)交付。

從Demo到各個(gè)Sample階段，SOP前不同的產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)對(duì)激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)、硬件、軟件與測(cè)試驗(yàn)證和可靠性均提出了不同階段的需求，對(duì)于車(chē)載激光雷達(dá)而言，任何新的平臺(tái)設(shè)計(jì)均需要幾年的時(shí)間才能從概念走向真正穩(wěn)定量產(chǎn)階段。

CES對(duì)RoboSense的特殊意義在于這個(gè)舞臺(tái)就像是對(duì)M1的“年考”：從2017年開(kāi)始五年以來(lái)，RoboSense每年1月都會(huì)準(zhǔn)時(shí)赴約，從概念階段的demo開(kāi)始，逐年在這個(gè)世界級(jí)舞臺(tái)向受眾展示最新版本的車(chē)規(guī)級(jí)固態(tài)激光雷達(dá)M1。

通過(guò)五年的投入，經(jīng)歷五個(gè)大版本與數(shù)十個(gè)小版本的迭代，M1一步一腳印走往量產(chǎn)之路，終于推進(jìn)到客戶(hù)項(xiàng)目交付階段。

M1自去年7月開(kāi)始連續(xù)獲得全球多個(gè)量產(chǎn)車(chē)型定點(diǎn)合作訂單，其中首個(gè)定點(diǎn)來(lái)自北美車(chē)企。12月，M1樣件批量出貨給北美車(chē)廠(chǎng)，成為全球首款批量交付的車(chē)規(guī)級(jí)MEMS固態(tài)激光雷達(dá)。

作為大規(guī)模車(chē)規(guī)級(jí)量產(chǎn)最終交付版本，SOP版的M1終于進(jìn)入完全鎖定階段。

硬件完全鎖定：

最“薄”的固態(tài)激光雷達(dá)

功耗完美滿(mǎn)足車(chē)規(guī)要求

體積越小，激光雷達(dá)越便于嵌入車(chē)身設(shè)計(jì)。作為一款嵌入前裝量產(chǎn)車(chē)的激光雷達(dá)，M1外形纖巧(厚度45mm,深度108mm,寬度110mm)，產(chǎn)品的厚度、體積極具競(jìng)爭(zhēng)力。

2020年CES，RoboSense就已展示了同類(lèi)在售固態(tài)激光雷達(dá)產(chǎn)品中最薄的激光雷達(dá)M1 B2版本(厚度50mm,深度120mm,寬度110mm)。

為了進(jìn)一步幫助整車(chē)廠(chǎng)在整車(chē)設(shè)計(jì)方面爭(zhēng)取更大的自由空間，RoboSense精益求精。經(jīng)過(guò)反復(fù)論證，SOP版本再次實(shí)現(xiàn)體積壓縮，并完成了最終的硬件凍結(jié): 深度減少12mm，厚度減少5mm，整體體積減少19%。以車(chē)頂安裝為例，SOP版M1所帶來(lái)的燃油經(jīng)濟(jì)性損失/NEDC里程損失小于3%，相比于50mm厚度的B2版本，燃油經(jīng)濟(jì)性損失/NEDC里程損失降低25%以上。

另外，高溫工況及發(fā)熱給激光雷達(dá)帶來(lái)了一系列挑戰(zhàn)。激光雷達(dá)功耗越低，溫升控制越容易，整機(jī)壽命會(huì)更長(zhǎng)久，對(duì)布置及安裝要求更加友好。同時(shí)，低功耗使得內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)潔，令產(chǎn)品成本及重量得以進(jìn)一步降低。通過(guò)一系列措施，SOP版本的M1產(chǎn)品額定功耗控制在了15w以?xún)?nèi)，平均溫升小于15攝氏度，充分滿(mǎn)足主機(jī)廠(chǎng)對(duì)車(chē)載產(chǎn)品能耗的訴求。

點(diǎn)云質(zhì)量鎖定：

不止停留在參數(shù)指標(biāo)

測(cè)距方面，M1的最遠(yuǎn)探測(cè)可達(dá)200m，150m@10%反射率，可以準(zhǔn)確穩(wěn)定識(shí)別處于150米外的黑色車(chē)輛(車(chē)牌與車(chē)燈同時(shí)用黑布蓋住)。M1的近場(chǎng)探測(cè)能力同樣出色，即使是0.3米處的高反物體也能有效探測(cè)。

M1強(qiáng)大的測(cè)距能力，結(jié)合平均0.2°x0.2°分辨率，探測(cè)前方150米處的小轎車(chē)，依然可以獲得“4根線(xiàn)13個(gè)點(diǎn)”的成像，遠(yuǎn)大于感知算法所需“2根線(xiàn)3個(gè)點(diǎn)”的檢測(cè)閾值。同時(shí)，M1支持雙回波功能，每秒最大出點(diǎn)數(shù)高達(dá)1,500,000點(diǎn)。

△SOP版M1實(shí)測(cè)純點(diǎn)云

參數(shù)指標(biāo)只是檢驗(yàn)激光雷達(dá)性能的“基本功”，在復(fù)雜交通駕駛場(chǎng)景中，存在諸如高反物體、近處障礙物、陽(yáng)光照射、多雷達(dá)對(duì)射等極端工況，會(huì)給激光雷達(dá)點(diǎn)云質(zhì)量帶來(lái)極大的困擾。直接使后期算法產(chǎn)生誤判，進(jìn)而導(dǎo)致事故。我們將這類(lèi)情況也稱(chēng)之為激光雷達(dá)硬件的“Corner Case”，如何系統(tǒng)性識(shí)別并解決這些極端工況的困擾，這考驗(yàn)了激光雷達(dá)廠(chǎng)商產(chǎn)品性能的“上乘功夫”。

作為專(zhuān)注于激光雷達(dá)領(lǐng)域的“老兵”，RoboSense多年來(lái)就機(jī)械式的激光雷達(dá)與大量客戶(hù)進(jìn)行了交互。六年來(lái)，RoboSense積累了各種商業(yè)化路測(cè)場(chǎng)景，通過(guò)大面積分析和系統(tǒng)轉(zhuǎn)化，RoboSense研發(fā)了一系列解決此類(lèi)問(wèn)題的專(zhuān)利技術(shù)并成功導(dǎo)入固態(tài)車(chē)規(guī)級(jí)產(chǎn)品。以M1為例，我們極力從產(chǎn)品側(cè)消除業(yè)界棘手的難題，保障點(diǎn)云數(shù)據(jù)的安全可靠性。

●高反“鬼影”和“膨脹”

在實(shí)際駕駛場(chǎng)景，高反射率物體十分常見(jiàn)，比如交通指示牌，激光雷達(dá)對(duì)其反射回來(lái)的高強(qiáng)度回波非常敏感，容易在點(diǎn)云中形成“鬼影”和“膨脹”。

當(dāng)一個(gè)真實(shí)高反物體進(jìn)入激光雷達(dá)視場(chǎng)的任一區(qū)域時(shí)，輸出的點(diǎn)云除了在該高反真實(shí)位置有成像以外可能在其他方位也會(huì)成像一個(gè)形狀大小類(lèi)似“鬼影”。在不同場(chǎng)景中，不同類(lèi)型激光雷達(dá)“鬼影”的行蹤可能各不相同。

“膨脹”現(xiàn)象通常表現(xiàn)為一個(gè)正常高反指示牌的點(diǎn)云輪廓會(huì)向四周擴(kuò)散，成像出來(lái)一個(gè)比真實(shí)物體更大的點(diǎn)云形狀，且多出來(lái)的點(diǎn)云部分的反射強(qiáng)度表現(xiàn)會(huì)偏低。

●“吸點(diǎn)”和“空洞”

近場(chǎng)障礙物的探測(cè)能力在智能駕駛中的用處也非常明顯，比如在擁堵跟車(chē)(TJP)功能中，激光雷達(dá)的最近探測(cè)距離值越小，跟車(chē)距離可以縮得越短，被加塞的可能性就越小。

然而，中長(zhǎng)距激光雷達(dá)探測(cè)近距離物體時(shí)出現(xiàn)的“吸點(diǎn)”(測(cè)距不準(zhǔn))和“空洞”(測(cè)不到)現(xiàn)象一直困擾著行業(yè)，在出現(xiàn)以上兩類(lèi)問(wèn)題的小區(qū)域通常會(huì)被設(shè)定為“盲區(qū)”，輸出的點(diǎn)云數(shù)據(jù)不建議使用。

M1通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)與測(cè)距系統(tǒng)的優(yōu)化，將盲區(qū)縮減到0.5米，對(duì)于前車(chē)車(chē)牌之類(lèi)的高反射率物體，盲區(qū)更是減少到0.3米，幫助智能駕駛系統(tǒng)合理控制與前方車(chē)輛或其他障礙物的距離。

從以上兩個(gè)點(diǎn)云圖對(duì)比還可以看出，SOP版M1測(cè)距精度高，地面點(diǎn)與墻面點(diǎn)平整且纖薄，實(shí)際測(cè)評(píng)中，SOP版M1的測(cè)距精度達(dá)到±3cm(1sigma)，可以精確地描繪環(huán)境物體的輪廓。

“空洞”描述的是激光雷達(dá)對(duì)于近場(chǎng)低矮障礙物的探測(cè)在從遠(yuǎn)到近過(guò)程中“時(shí)有時(shí)無(wú)”的丟失現(xiàn)象。障礙物原始點(diǎn)云“時(shí)有時(shí)無(wú)”會(huì)讓感知算法難以連續(xù)跟蹤，這容易導(dǎo)致智能駕駛的急剎車(chē)或頻繁“減速加速”頓挫。

△對(duì)近場(chǎng)區(qū)域倒在地面的輪胎檢測(cè)，左邊點(diǎn)云出現(xiàn)“空洞”在25m處丟失，右邊SOP版M1在不同距離下準(zhǔn)確檢出

●太陽(yáng)光干擾

強(qiáng)烈的太陽(yáng)光照射是激光雷達(dá)環(huán)境光干擾源中的重大影響因子，當(dāng)車(chē)輛面向太陽(yáng)方向行駛的時(shí)候且激光雷達(dá)視窗也朝向陽(yáng)光方向，如果處理缺乏經(jīng)驗(yàn)，會(huì)導(dǎo)致激光雷達(dá)點(diǎn)云中出現(xiàn)明顯噪點(diǎn)。

RoboSense根據(jù)整車(chē)安裝位置和系統(tǒng)功能，采取了更優(yōu)的處理策略和光學(xué)設(shè)計(jì)，使得M1能區(qū)分環(huán)境光和激光雷達(dá)的發(fā)射光，無(wú)懼環(huán)境光干擾，極大降低了強(qiáng)烈的太陽(yáng)光照射干擾。

●對(duì)射干擾

當(dāng)激光雷達(dá)相互之間靠得太近，不同雷達(dá)發(fā)射和接受脈沖容易被混淆，導(dǎo)致點(diǎn)云出現(xiàn)噪點(diǎn)。針對(duì)這種情況，M1采用了獨(dú)特的激光編碼加密技術(shù)，過(guò)濾其他激光雷達(dá)脈沖，實(shí)現(xiàn)抗多雷達(dá)對(duì)射干擾。

目前，M1的測(cè)距能力、測(cè)距精度、視場(chǎng)角、盲區(qū)等基礎(chǔ)性能的出廠(chǎng)檢測(cè)指標(biāo)已對(duì)齊車(chē)企標(biāo)準(zhǔn)并完全鎖定，量產(chǎn)產(chǎn)品均按照以上性能指標(biāo)批量出貨。

功能鎖定：

不止是硬件，更是一套完整成熟的解決方案

定義為車(chē)規(guī)級(jí)產(chǎn)品的M1，除了滿(mǎn)足性能要求，還充分考慮了車(chē)載環(huán)境適配要求和環(huán)境適應(yīng)性：如冰雪、泥土、沙塵、大風(fēng)、陽(yáng)光暴曬、以及車(chē)載電子器件(包含激光雷達(dá)，毫米波雷達(dá)，遠(yuǎn)程遙控模塊等)干擾等給傳感器帶來(lái)的影響。為了應(yīng)對(duì)以上的復(fù)雜場(chǎng)景，M1搭載了完善的配套功能，包括OTA升級(jí)、污跡檢測(cè)、智能清洗、智能加熱、性能檢測(cè)、電源管理、網(wǎng)路管理等。

同時(shí)，M1為OEM客戶(hù)提供完整的點(diǎn)云后處理方案：

更高標(biāo)準(zhǔn)的功能安全設(shè)計(jì)

安全是自動(dòng)駕駛技術(shù)對(duì)人類(lèi)的承諾，帶有功能安全屬性的激光雷達(dá)是保證駕駛者、乘客和行人安全的關(guān)鍵。Robosense始終將安全擺在第一位置，我們基于成熟高效的安全產(chǎn)品開(kāi)發(fā)體系，從流程、組織架構(gòu)、安全和質(zhì)量保障方面確保自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的M1滿(mǎn)足功能安全管理要求，并最終通過(guò)了車(chē)企的嚴(yán)格審核。

在M1設(shè)計(jì)上，RoboSense嚴(yán)格遵守ISO26262技術(shù)安全要求，同時(shí)融合兩大安全可靠性需求至高的領(lǐng)域(航空航天和軌道交通)的故障安全理念和技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了激光發(fā)射、接收、振鏡控制、點(diǎn)云處理、點(diǎn)云發(fā)送等各系統(tǒng)模塊的全方位監(jiān)控，安全機(jī)制覆蓋了安全相關(guān)器件的數(shù)千條失效模式，隨機(jī)性硬件失效指標(biāo)小于10-7/h，完全滿(mǎn)足SIL-2和ASIL-B等級(jí)對(duì)于定性和定量的功能安全目標(biāo)。

從安全機(jī)制角度，如果M1檢測(cè)到安全相關(guān)錯(cuò)誤，將實(shí)時(shí)向智能駕駛系統(tǒng)預(yù)警，確保駕駛系統(tǒng)不會(huì)使用錯(cuò)誤的感知信息，這也為全球車(chē)規(guī)級(jí)固態(tài)激光雷達(dá)領(lǐng)域樹(shù)立了首個(gè)安全里程碑。

人眼安全是激光雷達(dá)對(duì)于行人安全保障的首要任務(wù)。RoboSense通過(guò)光電技術(shù)的創(chuàng)新以及實(shí)時(shí)的功能安全監(jiān)控機(jī)制，在人眼安全與激光測(cè)距性能之間實(shí)現(xiàn)了完美的平衡，M1既滿(mǎn)足長(zhǎng)測(cè)距要求，又符合IEC60825的人眼安全國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。目前，M1已通過(guò)專(zhuān)業(yè)測(cè)試機(jī)構(gòu)SGS的嚴(yán)格檢測(cè)，并獲得了Class1人眼安全證書(shū)。

滿(mǎn)足穩(wěn)定可靠性要求

RoboSense采用VDA6.3作為項(xiàng)目管控基礎(chǔ)，全面執(zhí)行IATF16949質(zhì)量管理體系及功能安全I(xiàn)SO26262標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合ISO16750等車(chē)規(guī)可靠性規(guī)范，為M1產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與驗(yàn)證保駕護(hù)航。

M1的架構(gòu)按照車(chē)規(guī)級(jí)可靠性設(shè)計(jì)、所有器件均按照車(chē)規(guī)級(jí)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求選型。RoboSense按照ISO & AEC-Q等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)以及多家頂級(jí)OEM客戶(hù)要求，對(duì)M1展開(kāi)一系列的可靠性測(cè)試，包括但不限于高壓水沖擊、碎石沖擊、高低溫沖擊、太陽(yáng)輻射、EMC、化學(xué)防腐、鹽霧、高低溫濕熱等測(cè)試。

目前，M1已通過(guò)多項(xiàng)可靠性測(cè)試，所有測(cè)試樣品累計(jì)測(cè)試時(shí)間已超過(guò)30萬(wàn)小時(shí)、運(yùn)行最長(zhǎng)的樣機(jī)已經(jīng)持續(xù)運(yùn)行超過(guò)700天、路測(cè)總里程超過(guò)80萬(wàn)公里。在RoboSense與各方合作的努力之下，M1將成為全球首款完成車(chē)規(guī)級(jí)可靠性認(rèn)證的高線(xiàn)數(shù)激光雷達(dá)產(chǎn)品。

理想之船已加速前進(jìn)

目標(biāo)是自動(dòng)駕駛的“星辰大?！?/p>

隨著全球主機(jī)廠(chǎng)紛紛宣布前裝激光雷達(dá)上車(chē)，車(chē)規(guī)級(jí)高性能激光雷達(dá)量產(chǎn)時(shí)間已經(jīng)非常迫近。

成為自動(dòng)駕駛時(shí)代的先行者，激光雷達(dá)必須要邁過(guò)三道坎：性能、可靠性與量產(chǎn)。

目前，M1性能已完全滿(mǎn)足頂級(jí)OEM對(duì)激光雷達(dá)的需求，并在硬件體積、功耗和點(diǎn)云質(zhì)量方面進(jìn)行鎖定，通過(guò)了幾十項(xiàng)穩(wěn)定可靠性測(cè)試，且批量出貨給北美車(chē)企、自動(dòng)駕駛卡車(chē)公司等定點(diǎn)客戶(hù)。

RoboSense將持續(xù)為全球合作伙伴打造場(chǎng)景適應(yīng)性的智能激光雷達(dá)產(chǎn)品，通過(guò)與合作伙伴共同開(kāi)發(fā)、訓(xùn)練和打磨，以獲取更多場(chǎng)景數(shù)據(jù)并應(yīng)用于技術(shù)的提升，提供更貼合場(chǎng)景需求的激光雷達(dá)產(chǎn)品及解決方案，賦能智慧城市的每個(gè)角落，推動(dòng)自動(dòng)駕駛及高級(jí)輔助駕駛乘用車(chē)、商用車(chē)，物流車(chē)，機(jī)器人，公共智慧交通、車(chē)路協(xié)同更穩(wěn)健更迅速地實(shí)現(xiàn)規(guī)?；逃茫ι?jí)人們未來(lái)生活和出行方式。

原文標(biāo)題：RoboSense車(chē)規(guī)級(jí)固態(tài)激光雷達(dá)SOP版揭曉，Q2啟動(dòng)定點(diǎn)項(xiàng)目量產(chǎn)交付

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責(zé)任編輯：haq