【汽车与环境】法雷奥顾剑民:自动驾驶所需的车规级激光雷达及感知融合

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9月20-21日,由中国人才研究会汽车人才专业委员会指导,国家特聘专家汽车组及盖世汽车主办的"2019(第七届)汽车与环境创新论坛"隆重举办,论坛以有一有4个多主论坛加八个平行论坛的形式,携百名行业权威嘉宾,一并探讨中国汽车产业在转型升级的新形势和新常态下,整车厂与零部件企业协同创新、升级做强、一并应对严峻市场和产业变革挑战之发展路径。以下为法雷奥中国CTO顾剑民演讲内容实录:



法雷奥中国CTO 顾剑民

我门都 上午好!

今天我演讲的主题是《自动驾驶所需的车规级激光雷达及感知融合》,主要跟我门都 分享一下法雷奥在开发激光雷达过程当中所做的工作,也顺便来解释一下为哪几次我门都 认为自动驾驶才能 要有激光雷达,怪怪的是L3以上的自动驾驶,而这里会提到有一有4个多感知的融合可能感知冗余的概念。

在现在刚开始如果,我估计并都在所有的嘉宾都对法雷奥熟悉,法雷奥是一家总部在法国巴黎的全球汽车零部件及系统集成供应商,即Tier 1供应商。我门都 的产品有全都 ,即使您对法雷奥没熟悉,您驾驶的汽车当中肯定有法雷奥的产品。可能法雷奥是有一有4个多上市公司,它的年报当富含全都 的数字,其富含一有4个多多数字是13%,是指法雷奥把每年主机厂销售额的13%重新投入到研发。可能我门都 对汽车行业熟悉搞笑的话就会知道,你你你这个 数字是非常高的。为哪几次要投入只有多的人力物力财力到研发,很大的意味着着在于现在的汽车行业正在经历前所未有的变革,是改变整个行业的三大技术变革,首先是电气化,其次是自动驾驶,再是数字化移动出行。

人类驾驶首好难用眼睛耳朵来感知随近的环境,汽车自动驾驶也是一样,它要用传感器来感知随近的环境。我非常高兴的跟我门都 分享,法雷奥是行业内提供传感器种类组合最全面的供应商,我门都 都才能提供超声波传感器、摄像头、毫米波雷达以及激光雷达,而是哪几次传感器都在可能量产的。

目前,行业内大部分的专家都认为要达到L3可能L3以上的自动驾驶,才能 使用激光雷达。

激光雷达对L3及L3以上自动驾驶的重要性

在自动驾驶分级L0到L5中,我门都 认为,目前挑战最大的是从L2到L3的原先 有一有4个多跨越,意味着着有全都 。首先是可能我门都 现在可能量产的在路面上跑的车辆搭载的大多是L2或L2以下的系统,包括特斯拉和沃尔沃。严格意义上讲L2都在自动驾驶,它而是驾驶辅助而已。L3是人机共驾,从L2到L3,这是有一有4个多很大的跨越。这底下有全都 意味着着,有技术上的、性能上的,都在鲁棒性的要求,还有验证方面的,从L2到L3并都在我门都 想象的稍微增加全都验证工作量。

而当中,还有一有4个多多非常重要的意味着着是冗余性,用有一有4个多形象的虚实结合 来讲,冗余而是有一有4个多安全备份。给我门都 看一张图,这张图富含两类传感器,是L2系统常用的摄像头和毫米波雷达。它们是互为补充的,即一类传感器在某个性能底下都在很强搞笑的话,另外一类传感器正好都才能来补充,起到互补的作用。但我门都 只有所谓的冗余,当一类传感器告诉你不安全,而另外有一有4个多传感器告诉你安全,那你到底应该相信谁?甚至在一种具体情况下有一有4个多传感器都告诉你是安全的,就像刚才朱老师演讲中提到的特斯拉那起事故,它的毫米波雷达探测出清扫车了,但它无法选用到底是路边的有一有4个多金属物还是清扫车,可能误报可能引起全都的安全隐患,全都 特斯拉在这起事故当中就只有刹车。

你你你这个 对于安全来说是有一有4个多很大的什么的问题,可能要达到L3以上的自动驾驶,那该为何么办?L2系统都才能要求驾驶员始终把手倒入方向盘底下,眼睛注视前方,虽然 L2系统是用驾驶人的眼睛作为感知的冗余可能作为视觉的备份。

全都 从你你你这个 道理来讲搞笑的话要达到L3,你才能 有第三类的传感器来帮助你达到感知的冗余,这而是为哪几次我门都 认为L3以上的自动驾驶才能 使用激光雷达的有一有4个多意味着着。

当然相比摄像头、毫米波雷达,激光雷达有全都 全都的特点可能优点,这里我门都 而是列了其中几次。比如说它都才能比较精准的判断前方的路面上一直出现的障碍物,比如说在30米以外一直出现了有一有4个多箱子,判断你你你这个 箱子否有有在与你同第每根车道内,你你你这个 是非常重要的,可能要用来判断你是都在要刹车,可能是都在要换道来躲避你你你这个 障碍物,可能没哟同第每根车道内那我就不管它。全都 ,这是毫米波雷达所只有判断的。可能哪几次特点和优点,激光雷达都才能起到真正的感知冗余功能。

在2017年的11月份,法雷奥在行业内第有一有4个多推出了量产的车规级的激光雷达,我门都 叫SCALA激光雷达,搭载在当时上市的全新奥迪A8,它安装的位置是在发动机进气格栅的下方。随着奥迪A8的上市,我门都 得到了全都 第三方的认可和媒体的好评,在2018年底特律车展,SCALA雷达荣获了美国汽车新闻的PACE Award,即“优秀供应商杰出贡献奖”,这是在行业内对零部件供应商的特殊荣誉。

我门都 的SCALA激光雷达不止装配有一有4个多车型,奥迪A8上市如果,底下奥迪的A6、A7、Q7、Q8车型都在搭载。相比A8,底下几次车型的激光雷达安装的位置稍微怪怪的改变,从发动机进气格栅的正下方移到了右底下。可能它也要搭载毫米波雷达,为了美观,左右一边有一有4个多做成对称的,而是位置布局有一有4个多多改变。

我门都 的SCALA激光雷达是行业内第有一有4个多量产的车规级激光雷达,也是到今天为止唯一的有一有4个多量产的车规级激光雷达。

SCALA激光雷达的性能是为何么样呢?它安装到发动机进气格栅的下方,前向的水平视角是145度。它的探测距离,车对车最远都才能达到230米。它都才能在白天可能黑夜不受光线的影响,探测出静止可能运动的障碍物。一般来讲AEB测试中最难的是探测出前面静止的汽车可能是全都障碍物,而激光雷达都都才能探测出。

为何么法雷奥极光雷达的开发要七年之久?

我门都 可能会好奇SCALA激光雷达是为何么开发出来的。首先这是有一有4个多非常长的历程,我门都 从不以为激光雷达很容易做,可能从时间上讲搞笑的话,它真正的开发现在刚开始2010年。当时是跟Ibeo的独家媒体媒体合作,现在刚开始了概念的开发。从2010年概念开发到工业化,一直到2017年11月随着奥迪A8正式量产上市,经历了七年,全都 七年磨一剑,用来虚实结合 开发有一有4个多激光雷达真的是不容易。

这里有全都 工作,我门都 会好奇为哪几次要只有长时间,我门都 列了全都工作内容,还都在所有的。我就量产有一有4个多传感器可能激光雷达搞笑的话,首好难做感知性能、体积尺寸和成本之间的平衡,可能我门都 要量产搞笑的话一定要找到这三者之间适当的折衷方案。

你你你这个 是量产的车规级的激光雷达,才能 设计都才不利于方便布置安装,我门都 的OEM客户可能接受有一有4个多架在车顶的像花瓶一样的激光雷达,可能这只有通过造型的评审。全都 你才能 体积足够小,才能安装到车内不被发现的位置上,最后当然还有成本,这是除了性能以外所要达到的另外有一有4个多非常重要的指标。而在性能底下,水平视角,还有分辨率和探测距离,这有一有4个多主要的性能又是互相矛盾的,全都 你又要平衡可能折中这有一有4个多性能,找到最优的组合,这也是性能开发当中首先才能 关注的什么的问题。

刚才可能讲到我门都 才能 把激光雷达无形的集成在车身设计中,满足整车的造型设计的要求。还有一有4个多多挑战是车规级的激光雷达才能 满足温度和机械振动冲击下保持所需的高机械精度,车规级的激光雷达可能要求车辆只在好天气或平缓的道路上驾驶,全都 你才能 严重不足低温试验,过振动冲击试验,过强化耐久试验等等,哪几次都在才能 跟整车一样过严格的车规级的测试。

从2010年概念开发现在刚开始,2013年虽然 可能现在刚开始样品的生产了,在2015年可能建了第每根符合车规级的小批量的生产线,到2017年11月上市如果,法雷奥可能生产了五千多颗的SCALA激光雷达,可能这才能 全都 的测试,包括底下的里程数积累,数据整理和客户一并做验证,全都 你才能 全都 数量的激光雷达做开发设计和测试验证,而到2017年11月份我门都 才正式现在刚开始SOP量产符合车规级要求的激光雷达。我门都 你你你这个 激光雷达目前是在德国批量生产。

对于法雷奥来讲是前所未有的挑战,可能在汽车行业内第一次我门都 才能 出理 微米级的精度。我门都 知道激光雷达底下有光学的元件,它才能 保证光学路径在微米级保持精度,而是在冲击振动高低温之下来保证哪几次精度。如果我门都 都知道汽车生产比如车身都在毫米级的精度,而现在这里是微米级的。

最后还有成本价格,我门都 一直会碰到全都的同行可能客户问,我门都 SCALA激光雷达的价格几次。很抱歉,可能一般具体情况下我门都 是不公开给现有客户提供激光雷达的价格,而是有全都我门都 都才能说,可能要让OEM客户接受你量产的激光雷达,你的批量单价才能 远低于一千欧元,全都 价格也是车规级当中非常重要的概念。我门都 从不认为我做了有一有4个多传感器可能有一有4个多零部件,性能非常好,质量也非常好,我就能让OEM使用。可能我门都 都知道,价格有承受度,你可能卖7万的车,而激光雷达才能 好几万人民币甚至更高,这是只有一家整车企业都才能接受的,也只有普通消费者我想要买单的。

法雷奥迄今为止已交付超过十万颗的SCALA激光雷达,这是哪几次概念呢?相比之下,另外一家知名的激光雷达公司从成立至今一共交付了三万多颗激光雷达,只有我门都 的三分之一。

这底下有全都 的工作是在验证可靠性,刚才说到设计才能 使得我门都 的激光雷达融于车身一体而不影响造型,一并在你你你这个 过程当中我门都 要保证生产制造的微米级的精度。最后反复强调全都而是车规级,要确保在整个工作温度之内,即零下40度到零上85度的范围之内保证正常工作,而是有足够的对机械振动冲击的稳健性,只有车辆过了有一有4个多坎儿如果,一直你的激光雷达就不工作了,可能是位于误报了,你你你这个 是任何顾客只有接受的。

还有一有4个多多,也是一直被忽略的什么的问题,我门都 可能要求量产如果的激光雷达在使用当中,要求顾客只在风和日丽的环境中使用,只有去泥泞的地方,只有在下雨的如果驾驶。全都 在激光雷达中我门都 有自动加热的前盖,还有传感器清洗功能,原先 使得我门都 的激光雷达就像普通车辆一样,都才能在不同的气侯环境和路况下使用。

再来说下激光雷达自动清洗功能,这是为何么实现的呢?传感器清洗都才能同样适用于摄像头,它都才能通过移动的可伸缩的可能固定的喷头喷洒清洗液在棘层,喷洒清洗液如果,车辆在行驶过程当中它都才能自然的风干,可能用压缩空气吹干。为了保证自动驾驶的安全我门都 才能 有清洗系统,而是你你你这个 清洗系统才能 是自动的,不才能 驾驶员来控制,而是用算法来自动判断是都在才能 清洗。当然,视频中显示的而是一种清洗系统,针对不同价值形式的激光雷达可能不例如型的传感器,我门都 开发了多种传感器自动清洗系统。只有自动传感器超净系统,就只有真正的自动驾驶,你你你这个 道理非常简单,就像我门都 的眼睛一样,可能你的眼睛被蒙蔽了,眼镜被污染物遮盖搞笑的话,那你是只有真正安全地来驾驶的。

接下来的视频为我门都 展示一下基于所有法雷奥已量产的传感器,当然不光是激光雷达,我门都 还有摄像头、毫米波雷达和超声波传感器,基于哪几次可能量产的传感器我门都 去年在巴黎的城市道路所做的有一有4个多基于城市道路工况的自动驾驶,这是L4级别的自动驾驶的展示。

这辆自动驾驶车辆搭载了十八个超声波传感器,八颗激光雷达,八个毫米波雷达,有一有4个多前视摄像头和八个环视摄像头。

我门都 会问为哪几次有只有多的传感器,我刚才可能提到了我门都 才能 多传感器的融合,可能这是有一有4个多还在做试验验证的车辆,才能 保证安全冗余,我门都 搭载的传感器种类和数量的确比较多。但后会你也都才能想象,可能今后会大规模量产搞笑的话,传感器的数量肯定会相应的减少全都。

全都 人我就知道你你你这个 激光雷达而是有一有4个多硬件吗?昨天上午,赵福全院长在主旨发言中可能讲到,可能只熟悉硬件开发,软件只有做搞笑的话,很容易被0.5级的供应商可能全都的厂商所替代。这里要强调全都,激光雷达我门都 提供给客户的不仅是硬件,都在软件,我门都 客户得到最后的结果是检测出来的目标,而不仅仅是点云。全都 我门都 在开发过程当中,七年时间中为宜有三分之一用来开发硬件,三分之一的时间用来开发软件,还有三分之一的时间用来测试验证,全都 相当一部分的工作是用于软件的开发,外部开发算法富含从低层到终端用户功能,最后完成目标检测、跟踪和分类。

为了做到多传感器融合和感知的冗余,你还才能 出理 以下几次什么的问题。首先是运动的补偿,运动补偿虽然 是针对某个传感器来讲,比如激光雷达在扫描的过程当中,我门都 从不以为激光雷达扫描减慢,再快它还是才能 时间的,扫描一圈的过程当中,前面的物体可能车辆可能位于了位移,你才能 出理 在你你你这个 过程当中运动的补偿,来消除可能目标车辆可能全都的障碍物在扫描过程中运动而带来的影响。对多传感器你还才能 做到时间的同步,各个传感器之间才能 同步,只有有时间差。我门都 可能认为差几毫秒只有哪几次关系,而是在高速运动具体情况下即使是几毫秒的位移运动也都才能是非常大的。

还有多传感器的标定,多传感器定位和视场角等等,哪几次都才能 我门都 在真正量产如果才能 完成的,全都 多传感器的冗余融合是有一有4个多非常重要的工作。

这是法雷奥自动驾驶的软件构建块,我门都 在全球有四千多名驾驶辅助工程师和约30名人工智能专家,你你你这个 数量还是非常大的,用来支持研发过程当中所才能 的软件开发和人工智能原先 的全都需求。

SCALA第一代的激光雷达到现在可能量产两年了,明年我门都 首先投入SOP的是环视的激光雷达,可能激光雷达的水平视角是145度,为了达到330度环视的感知功能,你可能才能 配备多颗激光雷达。明年我门都 也会量产第二代的激光雷达,与第一代同样都在机械式的,而是第二代相比第一代会增加三倍的垂向视角,在视场中心区分辨率上也会有改善。它能识别道路标识来作为前视摄像头的冗余。一并第三代我门都 也在积极开发当中,第三代激光雷达可能是固态的,可能包括MEMS技术在内的多种技术路线。它的量产时间才能 随着整车客户的SOP时间来定,全都 为宜在2021年左右。

到今天为止,法雷奥的SCALA雷达还是行业内唯一一款量产的车规级激光雷达,而是我门都 第二代的激光雷达可能在我门都 的竞争对手发布我门都 量产的激光雷达如果发布,全都 说我门都 拥有为宜4年的竞争优势。

值得一提的是,除了奥迪以外,我门都 还有全都的客户,可能还只有SOP如果我门都 只有敲定我门都 的照片,请我门都 理解。我门都 在上个月敲定了,法雷奥的SCALA激光雷达为宜可能获得了四家国际车企五亿欧元的订单,其中既有欧洲都在日本的车企,也包括豪华和大众主流车企。

除了一般的乘用车,我门都 也在全都全都的领域,比如NAVYA,它是一家在法国专门开发无人驾驶小巴和无人驾驶出租车的初创公司,我门都 既是投资人,也在供激光雷达。而今后全都 的自动驾驶会应用在物流甚至在赛车领域,法雷奥激光雷达在你你你这个 领域都在应用。

最后总结一下,法雷奥开发的SCALA激光雷达是世界上第一款从产品设计、验证、制造到成本都符合车规级严格要求的,而是可能量产的激光雷达。

谢谢我门都 的聆听!

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