激光雷达lidar知识点滴

本文主要讨论了激光雷达（LiDAR）的应用及其在汽车中的安装位置对探测能力的影响。激光雷达通过发射激光束来探测目标物体的位置、速度等特征量，并广泛应用于自动驾驶系统中。文章指出，在选择安装位置时需综合考虑感知性能、安全冗余、成本与外观等因素。研究表明，在水平视场（FOV）方面，双激光雷达方案具有更大的覆盖范围优势（如180度FOV），而单颗车顶激光雷达则具有更高的精度和可靠性。然而，在实际应用中选择合适的安装位置仍需权衡：例如集度汽车选择了在车前盖两侧安装双激光雷达方案以扩大探测视野；而部分车型采用车顶单颗设计以降低成本并提升可靠性。此外，文章还探讨了多颗激光雷达的配置方案（如4颗分布在四周），这种方案能够在保证视野的同时提供更全面的安全冗余。然而这种复杂配置也增加了生产成本和技术难度。总体来看，文章强调了激光雷达技术在自动驾驶领域的潜力及其对车辆设计的深远影响，并展望了未来量产过程中的技术挑战与解决方案方向。

LiDAR知识点

集度的双激光雷达方案备受关注。那么，在什么位置安装激光雷达系统会更加合理？不同安装位置会对系统性能产生怎样的影响呢？

集度汽车机器人推出的双激光雷达方案一经发布便引发了广泛关注。 激光雷达组到底应该安装在哪？这一看似简单的问题却吸引了众多业内人士的关注与讨论，在线关注人数一度突破万大关。 诸多业内人士包括李想何小鹏以及集度CEO夏一平等均对此发表了看法与见解。 在此之前多数车顶及前保险杠处安装的车载激光雷达均为单一配置在此创新性设计下集度采用将两个可调节长度的激光雷达巧妙地安装于车前盖上形成了独具特色的解决方案。 据悉该方案不仅在实际应用中展现出优异性能且在成本控制方面也比传统配置更具优势现已成为市场上备受关注的技术之一。 相较之下理想的L9车型采用的是较为传统的车顶固定式布置而此次集中度提出的创新解法无疑更具前瞻意义但在实际效果上双方尚需进一步验证才能决定最终的技术走向。

第二天，夏一平也马上回应： “还是有差别的，120度的FOV和180度的FOV还是不一样的，解决的corner case也不一样，所以在产品的能力上和体验上甚至是安全性还是有差别的。” 对于这些优势，李想大概也是认可的。但同时他也认为，集度在量产时应该不会把激光雷达放在车前盖上，因为过不了最新的行人碰撞法规。 据集度营销增长负责人张伽豪在媒体沟通会上表示，目前公布的激光雷达方案是在车前盖上左右对称安装两个激光雷达，可以升降的，不用时可以收缩。 这是集度概念车的方案。不排除后续量产时改变安装方式的可能。
02 不同安装位置对覆盖面的影响
到底是车前盖上两颗的方案好还是车顶一颗的方案好？
目前来看，两种方案各有优缺点。
智驾网咨询了激光雷达系统量产解决方案供应商亮道智能，测试过国内外多款不同路线的激光雷达，并对激光雷达的量产有着深入的理解。 亮道智能认为，安装高度的不同对于目标检测来说是有差异化的，越高地面线的盲区越大。但同时，视野会更好，可以越过前车检测到前前车。 装车顶需要考虑到视场角（FOV）下边缘跟车顶盖的位置，所以根据车型的不同通常会有下倾几度的适配。装在引擎盖位置的话，一般引擎盖比较平，就需要激光雷达往上倾，牺牲掉一部分激光雷达的FOV。 此处影响的主要是激光雷达的垂直FOV。一般垂直FOV较小，以理想和集度使用的禾赛AT128为例，水平FOV与垂直FOV分别为120度和25.4度。 由于机械式激光雷达采用的是旋镜模式，水平FOV可达360度。 但暂且只考虑垂直FOV。智驾君借用速腾聚创的一张图例来展示激光雷达安装在不同位置时对垂直视野的影响。 可以看出，在垂直视场上，激光雷达安装位置越高，视野就越远，但近处的盲区就会相对较大。 因而，从覆盖面上来说，如果采用的是在车顶安装一颗前向激光雷达的方案，在车辆四角补充2-4个中短距的激光雷达是比较安全的做法。这也是亮道智能认为比较合理的配置。 当然，要视车企安装激光雷达的需求。在考虑性价比的前提下，如果更注重对近处障碍物的识别，选择在较低的位置安装激光雷达能尽量减小近处的盲区。 如奔驰具备L3级自动驾驶辅助功能的EQS。由于要实现的L3级自动驾驶能力是在高速拥堵，车速小于60km/h时的自动驾驶，搭载的法雷奥第二代SCALA激光雷达装在前保险杠中间就能很好地达到目的。

在安装位置较低时（需考虑）可能遇到前方物体遮挡的问题（同时需）借助其他传感器协同工作

集度方案采用居中安装方式部署于车前盖位置，在基于AT128激光雷达具备10%反射率、能在200米内探测特性的前提下，在高速行驶时近处障碍物较少而远处视野则主要由车顶雷达负责提供。该方案已应用于蔚来ET7和理想L9等车型，并未普及的原因在于成本高昂且外观不够美观。对于追求完美配置的用户自然会选择集度双激光雷达方案，在横向覆盖范围上表现更为出色：单个禾赛AT128激光雷达可实现120度覆盖能力，在此基础之上两个组合后则能实现180度的横向覆盖。正前方60度重叠区域内由于点云密度较高识别能力更强精度更高。

然而，在本研究中仅就所有其他变量保持恒定的前提下，并未深入探讨不同安装位置对FOV（视野角）的具体作用。实际上，在实际应用中还需综合考虑激光雷达自身性能所带来的影响因素。就水平FOV而言，在之前的讨论中提到过小鹏曾考虑在其车辆顶部安装两个激光雷达系统。“最初的想法是将两颗分别放置于车顶的不同方位上以提升 FOV ，但经过反复设计尝试后发现其形状类似于战马的耳朵部分而最终放弃了这一方案。”

关于外观设计的选择，则涉及到了多方面的权衡因素之一——车辆外观风格。“将两个传感器装置安装于车顶原本会给人留下深刻的印象——甚至有点像超现实主义作品中的巨大战士头像 ，因此需要耐心地向客户解释这一设计选择。”

不得不提的是，理想L9的车顶激光雷达造型确实让人有些令人费解，蔚来汽车的处理则较为称心如意。无论怎样设计，在车顶安装激光雷达都会多出一个凸起。这不仅会影响外观，并且会对车辆的空气动力学性能产生一定影响。

最终小鹏为提升夜间行车安全性，在车辆两侧布置了大灯装置，并实施了隐蔽化处理

以最早搭载激光雷达技术的豪华品牌车型奥迪A8与奔驰EQS为例，在车辆外观设计上引入激光雷达硬件并不会产生显著影响。然而，在具体安装位置的选择上却需要综合考虑诸多因素以确保系统的可靠性与安全性。例如专业机构的观点指出，在车顶安装能够有效减少碰撞中碎石飞溅的风险但难以实现精准清洗操作；而将激光雷达安装至车前盖虽然有助于提升行人保护效果但也可能因车身变形导致设备损坏从而增加维修成本。”

【如果不考虑成本因素的话采用车顶布置一颗前向长距激光雷达并在车身布置2-4颗中短距角式激光雷达是一种较为合理且安全的设计方案。这一观点得到了几款高端车型的实际验证其中威马M7就采用了这种方案具体配置包括位于车顶和翼子板两侧各布置一颗来自速腾聚创的M1型号激光雷达实现了水平探测范围达330度的全视线覆盖。”

官方发布了名为"机甲龙"的汽车产品，并特别强调了其先进的激光雷达技术。该汽车配备了4个激光雷达系统。通过官方图片可以看出, 这些传感器具体布置在车顶、车头两侧以及车尾的位置。

除了配置相同的激光雷达方案外，在3月份发布的同时期还有一款重量级车型——发布于3月的路特斯ELETRE也采用了这一技术路线。该车配备了四颗雷达设备其中包含两组可伸缩式的128线激光雷达系统这些设备同样是禾赛集团提供的。在车辆布局方面前轮眉两侧各布置了一个传感器装置同时在车顶前后位置分别设置了两个数据采集点以确保完整的感知覆盖范围

多激光雷达方案采用的基本是前面所说的车顶前向激光雷达加四周补盲的方案，应该说在传感端的安全性是值得肯定的。
当然，考虑到激光雷达的成本，这几款车的售价都不便宜。
05 结语
2022被称为激光雷达上车元年。所谓元年，即是没有前人的经验可以参考。 在激光雷达量产上车的过程中，要达到怎样的效果，采用什么样的技术路线，用几颗激光雷达，怎么安装，都还在探索中。 正如现在尚无定论什么技术路线的激光雷达更优，安装在什么位置也没有定论，需要视主机厂不同的需求来确定。 亮道智能表示，激光雷达的量产是个漫长的过程，从硬件落地到真正实现量产上车还有很长一段路要走。在与国外主机厂合作激光雷达上车量产时，对方会提供厚厚几本资料，其中详细罗列了工程要求。安装位置的考量只是极小的一个部分。 国内的主机厂尚未形成这样的规范。各家采用什么技术，如何安装都还处于百花齐放的状态。激光雷达的上车量产有着多种可能。
路特斯搭载4颗激光雷达，禾赛，速腾聚创再下一城
2022年3 月 30 日消息，路特斯于伦敦时间 3 月 29 日 19:30（北京时间 3 月 30 日 2:30）正式发布旗下首款纯电 SUV 车型 ——ELETRE，新车有望于今年下半年在武汉智能工厂实现正式投产，2023 年在中国、英国以及欧洲市场上市。
第二款搭载4颗激光雷达车型
据悉Eletre搭载了4颗激光雷达，这是继长城机甲龙后第2款搭载4颗激光雷达的车型，给大家介绍一下该车型的驾驶辅助传感器情况。
路特斯Eletre除了搭载 2 颗英伟达 Orin 芯片，Eletre 搭载了 34 个驾驶辅助传感器：
• 4 颗激光雷达
• 6 颗毫米波雷达
• 12 颗超声波雷达
• 4 颗 200 万环视摄像头
• 7 颗 800 万辅助驾驶摄像头
• 1 颗车内摄像头
另外，Eletre 还搭载了 2 颗高通 8155 芯片，支持超级图像渲染、支持 3D 影像等功能。

采用伸缩式激光雷达技术的路特斯Eletre汽车，在前挡风玻璃顶部及两侧前轮拱处安装了激光雷达装置。该技术不仅提升了车辆外观的美感，并且显著降低了空气阻力系数。

关于激光雷达供应商
根据视频中激光雷达的位置分析，在前挡风玻璃顶部安装的激光雷达主要用于执行ADAS测距功能，并属于长距离激光雷达范畴。而位于前轮两侧的激光雷达则具有补盲功能，并作为短距离激光雷达使用。
Eletre前向激光雷达AT128
据了解，在长距离激光雷达领域的主要供应商是禾赛科技，并且大多数情况下会采用禾赛科技的AT128型号产品。目前该型号已成功应用于包括理想、集度、高合、路特斯等在内的多款车型，并获得了超过全球数百万台车辆的前装应用定点配置。

该关键指标具有重要的AT128重要性

AT128图像级别的三维数据呈现

AT128与其他混合固态激光雷达在探测200米物体的时间长度上进行比较

AT128实现实时高精度点云显示
了解到补盲激光雷达领域的领军企业是速腾聚创，在其产品线中主要采用速腾聚创的M1系列传感器。
这种全尺寸环境激光雷达技术能够实现对周围障碍物、车道线等关键环境要素的全方位感知与解读。
该技术已获得广泛认可，在汽车行业中处于领先地位，并且已经实现量产交付。
目前市场上仅速腾聚创的M1系列具备这一能力，
并已成功应用在多个主流汽车品牌的产品上，
包括上汽集团旗下的智己品牌、广汽埃安、比亚迪、极氪、小鹏以及Lucid等品牌，
此外在商用车领域也展现出显著的应用潜力，
涵盖乘用车与商用车领域，
包括商用车如一汽解放等 prominent models.

根据官方信息显示,M1 通过多种专利技术实现了多种功能,以确保点云数据质量在各种驾驶场景中都能保持高可靠性,从产品端解决了行业内存在的诸多难题。此外,M1 进行了污迹检测集成,同时具备智能清洗、智能加热等特性;还配备了性能检测与电源管理等功能,并支持网络管理,从而满足 ASIL-B 级别要求,使得车载感知系统可实现 ASIL-D 级别功能安全设计。

在性能和可靠性上均有显著提升的同时，在软硬件层面也实现了独特的创新突破——采用 MEMS 二维扫描芯片技术实现 M1 系统具备可智能变焦的凝视功能。这一创新使得 M1 在指令触发后下一帧即可完成切换操作。其原理与摄像头变焦技术相似，并根据具体驾驶场景调整扫描模式以实现实时聚焦于驾驶员关注的重点感知区域。这种设计不仅显著提升了激光雷达的感知能力更能有效增强自动驾驶系统的核心性能水平。

集度自动驾驶，纯视觉和激光雷达
4月18日，集度再次公开了一小部分其首款概念车型外观，此次重点在于车前灯和车前盖处激光雷达的设计，而激光雷达的上车意味着集度已经敲定了自动驾驶方案的硬件系统。
集度首款汽车机器人概念车前盖（图自集度）
集度智驾负责人王伟宝表示，集度SIMUCar（软件集成模拟样车，Software Integration Mule Car）迭代升级为2.0版本，其自动驾驶系统已加入激光雷达传感器，并与集度自研的高阶自动驾驶智能架构JET1.0（电子电气架构+SOA）实现融合。
据王伟宝介绍，SIMUCar 2.0阶段正在测试开发的纯视觉和激光雷达自动驾驶方案，在算法上可以相互独立，目的在于实现量产车在感知安全上的冗余。与传统方案相比，这两套自动驾驶方案互为备份、相互补充，既能自驱也可协同。
供应链方面，集度的选择是英伟达自动驾驶芯片Orin X和禾赛科技半固态激光雷达AT128。
集度采用了两颗激光雷达，相较于更多的激光雷达方案有一定成本上的优势，相较于单颗激光雷达方案的120度FOV（视场角），可以实现水平180度的FOV覆盖，从而加强汽车在“鬼探头”、左右有遮挡物等行车场景中的识别能力。此外，该方案可在车辆正前方60度FOV的区域内做到加倍重叠，这也是车辆需要重点识别的区域。
对于激光雷达方案的选择，王伟宝告诉界面新闻，集度就半固态或纯固态等方案进行过多方面研判，但作为量产车型，首要考虑点在于量产周期。
“所以激光雷达的产能状态，性能指标，比如FOV、感知盲区、整体尺寸、价格等等，整个（选择）基于所谓创业期的选型。”王伟宝说，“更多还是通过软件定义硬件的方式，考虑实现软件方案需要的是什么。”
与此同时，王伟宝表示，基于对传感器未来技术发展的预判，集度才会做出当下纯视觉和激光雷达相互独立的一套方案。“从视角上来看，随着下一个阶段算法的逐渐提升，传感器的性能可能会走向覆盖更加广泛的场景。”作为车企，希望单一传感器有更广泛的场景识别能力。
SIMUCar是集度用于前置自动驾驶功能和数字智能座舱等开发流程、提升量产效率的研发流程。据介绍，SIMUCar 1.0已在去年12月完成高速、城市双域融通，并在今年2月底完成了与集度智能架构JET1.0的融合适配。
王伟宝表示，SIMUCar1.0和2.0是小学和中学的关系。SIMUCar1.0阶段更专注于自动驾驶的基础能力建设，包括软件架构和相关基础功能逻辑的开发，并与底盘适配；SIMUCar 2.0是提升并形成基础能力的时期，其底层架构已升级为集度自研的高阶自动驾驶智能化架构JET（JIDU Evolving Technology），包含电子电气架构EEA和整车操作系统SOA。
在SIMUCar 2.0阶段，相关的域控制器和传感器，已逐渐达到量产状态，一些基础的自动驾驶能力，包括ADAS功能，泊车，智能交互等，都会逐渐达到量产状态。
不过软硬件解耦的研发方式，也会引起外界对于集度汽车在最终软硬件适配度方面的疑惑。
对此，王伟宝解释称，这一问题的核心在于团队所做的JET，后者几乎提供了所有智能化所涉及的整车电子电器架构，包括核心域控、传感器及其之间的通路等等，这可以保证车辆完成软硬解耦开发。
“今年年底的时候，真正跟真实的车辆去联调。”但由于95%甚至98%的软件开发功能已经基于JET开发完成，联调工作比例会非常小。

参考链接
https://baike.baidu.com/item/激光雷达/2374379?fr=aladdin
https://mp.weixin.qq.com/s/ysETJJiUDSv2VwJti8A6pA
https://mp.weixin.qq.com/s/m8ClcPulVogEGSUiKGrzug
https://maimai.cn/article/detail?fid=1727536333&efid=ytv0cEz1AFwodMFz5iwTzQ&share_channel=2&webid=eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJ1IjoyMjgyMzM0MzMsImZpZCI6MTcyNzUzNjMzM30.Fex0xrlsL5RMokoneoefZnpaiLYKjEdjEBC9onZWtaY&use_rn=1&_share_channel=wechat

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