導讀:車路協(xié)同,已成為我國發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車、支撐自動駕駛實現(xiàn)的重要技術路線之一,因此路側感知系統(tǒng)也隨之成為助力各類車路協(xié)同應用場景落地的必要技術手段。
寫在前面:
車路協(xié)同,已成為我國發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車、支撐自動駕駛實現(xiàn)的重要技術路線之一,因此路側感知系統(tǒng)也隨之成為助力各類車路協(xié)同應用場景落地的必要技術手段。
在路側感知系統(tǒng)的建設中,各種感知設備如雨后春筍涌現(xiàn),其中毫米波雷達、視頻等設備似乎成為了當前市場的最大贏家。激光雷達作為當前性能強大的感知設備之一,其在路側表現(xiàn)卻并未引起大眾的關注。在“激光雷達上車元年”的2022,其能否在路側市場站穩(wěn)腳跟?
正文:
交通感知是交通管理的基礎,行業(yè)內(nèi)的交通解決方案都需要基礎數(shù)據(jù)的支撐,2021年,全息路口、智慧路口等路口級解決方案的提出更掀起了路側交通感知設備建設的熱潮。
另一方面,智能網(wǎng)聯(lián)汽車步入初期量產(chǎn)階段,車端對路側信息數(shù)據(jù)的需求趨于多元化,同時數(shù)據(jù)的精準度和時效性成為了智能網(wǎng)聯(lián)汽車行駛安全的重要保障。
在此背景下,毫米波雷達、AI視頻、雷視融合一體機等感知設備成為建設主力。
與此同時,隨著第一批智能網(wǎng)聯(lián)汽車交付使用,激光雷達的前裝上車也吸引了萬眾目光。
在被稱為“激光雷達量產(chǎn)元年”的2021年,從年初到年尾眾多激光雷達企業(yè)接連宣布與車企聯(lián)手,共同促成激光雷達前裝量產(chǎn)大業(yè),如圖達通與蔚來、速騰聚創(chuàng)與廣汽埃安、禾賽與上汽旗下友道智圖等等;在已經(jīng)走過四分之一的2022年,激光雷達廠商和汽車企業(yè)合作成果初顯,搭載激光雷達的車輛真正進入量產(chǎn)交付階段。
在2022年“激光雷達上車元年”的基調(diào)之下,路側激光雷達的應用與發(fā)展重新進入了行業(yè)和市場的視野。
1、當下的路側激光雷達應用
提及應用之前,首先就要清楚激光雷達的優(yōu)勢與劣勢。
激光雷達的本身優(yōu)勢,具備超高的精確度,相對于視頻而言,激光雷達擁有獨立的發(fā)光設備,不受外界光照影響;相對于毫米波雷達而言,對多類別目標的識別能力優(yōu)秀,無論是汽車,自行車還是行人,都可以通過掃描目標的軌跡點云,實現(xiàn)對目標的尺寸、外觀特征以及軌跡的采集。
路側部署激光雷達,主要考慮兩個重要場景:城市道路、高速公路。
在城市交通方面,當前部分智能路口、全息路口建設中同樣應用到激光雷達,采用對角線布置的兩臺基于路側的3D激光雷達,可以實時精準地識別行人、非機動車等弱勢交通群體和機動車的行為狀態(tài)。激光雷達將周邊200 m半徑范圍內(nèi)的所有物體及環(huán)境進行實時4D重建,在經(jīng)過點云數(shù)據(jù)的特征提取后,將有異常移動軌跡的物體納入到V2X系統(tǒng)中,利用RSU向周邊或者更遠距離接近的車輛進行廣播,為正在接近路口的行人、非機動車和機動車提供路口通行信息及交通安全信息提示。
在高速公路端,可以將激光雷達布設在高速公路出入口處及高速公路事故多發(fā)地段,可以形成對周邊區(qū)域200 m半徑范圍內(nèi)的交通信息全天候采集(包括出現(xiàn)的行人、機動車、非機動車等)。如部分高速公路收費站的不停車收費系統(tǒng)中就有激光雷達的應用,通過出入口處架設的激光雷達對過往車輛進行車型檢測分析,從而提升車輛的檢測率和通行效率。
激光雷達作為光學傳感器,其性能應用的劣勢類似于視頻傳感器,在雨、雪、霧等不良天氣影響下檢測精度將會降低;考慮到激光雷達是通過激光的反射進行信息收集,可能會在對某些黑色物體的檢測出現(xiàn)偏差;激光雷達同樣也無法精準檢測出車輛的車牌、駕駛人員等信息。
近年來感知融合技術快速發(fā)展,激光雷達廠商同樣試圖通過激光雷達與其他感知設備相融合來補足和提升激光雷達的整體性能,用以支持和占據(jù)越來越受重視的車路協(xié)同市場。
2、激光雷達的融合應用探索
激光雷達與視頻融合、激光雷達與毫米波雷達融合、激光雷達與視頻和毫米波雷達融合三種融合技術路線,是當前行業(yè)探索的主要方向,同時也引發(fā)了行業(yè)人士的相關討論。
例如同濟大學交通運輸工程學院王俊驊教授曾表示,精確軌跡的檢測,它的融合不應該是雷視融合,而是進行雷雷融合,也就是毫米波雷達和激光雷達的融合,通過相互彌補各自缺陷,雷雷融合將是未來的發(fā)展趨勢,是更好的解決方案。
而激光雷達、毫米波雷達與視頻三者融合的技術路線,從當前行業(yè)和市場的發(fā)展來看,暫時還處在探討階段。因為無論是毫米波雷達與視頻、激光雷達與視頻,亦或是毫米波雷達與激光雷達,其兩者融合效果仍舊有待進一步提升,特別是各類產(chǎn)品檢測系統(tǒng)底層邏輯和信息時空構架等內(nèi)容都要需要更多的調(diào)整和試驗。
從目前部分激光雷達廠商的主要研發(fā)和產(chǎn)品發(fā)布來看,激光雷達廠商們更傾向于激光雷達與視頻的雷視融合。對于激光雷達而言,無法檢測出車輛的顏色、車牌等信息是當前城市交通管理方面的最大缺陷,而視頻的圖像采集能夠有效地補充,并且激光雷達同時也能夠補足視頻檢測精度的不足。
激光雷達廠商選擇視頻為主要融合對象的另一原因,或許是基于了多年以來在單車智能設計制造方面,激光雷達與視頻的相互融合應用經(jīng)驗,能夠快速的將現(xiàn)有技術轉化為產(chǎn)品,搶占愈發(fā)龐大的路側感知市場,打造出另一個激光雷達“量產(chǎn)元年”。
3、撕掉標簽,激光雷達路側市場“量產(chǎn)元年”的第一步
在外界看來,在車端發(fā)展風生水起的激光雷達,進入路側的發(fā)展同樣應該是順風順水。但從當前的路側交通感知市場來看,毫米波雷達、視頻以及兩者融合一體機產(chǎn)品無疑是最受關注的產(chǎn)品,而激光雷達的入場和發(fā)展卻并未在市場中引起多大的反應。
價格昂貴,或許是這一現(xiàn)狀最為合理的解釋。自激光雷達問世以來,造價昂貴的標簽就一直緊貼激光雷達的發(fā)展步伐,同時也讓人們對激光雷達的應用望而卻步。
“改變一直以來存在于大眾印象中‘激光雷達很貴’的刻板觀點,是當前所有激光雷達廠商需要考慮解決的主要問題之一?!蹦臣す饫走_廠商人員對賽文交通網(wǎng)說道:“一如近年來激光雷達量產(chǎn)上車,隨著車路協(xié)同項目建設需求的逐漸增加,激光雷達的需求也在增加的同時價格也在不斷的降低?!?/p>
早期車載激光雷達的價格一直居高不下,例如車載激光雷達產(chǎn)業(yè)的龍頭企業(yè),美國Velodyne的激光雷達產(chǎn)品,其64線激光雷達最高時賣到70萬一臺;16線雷達產(chǎn)品要8000美元,人民幣在5萬6左右。
隨著車路協(xié)同的快速發(fā)展,以及智能網(wǎng)聯(lián)汽車逐漸進入商用化階段,國內(nèi)眾多激光雷達廠商,如大疆、速騰聚創(chuàng)、圖達通、禾賽科技等在2020年集中發(fā)力,相關激光雷達產(chǎn)品價格開始下降。
2020年,Velodyne為鞏固市場地位,推出僅售100美元(約691元人民幣)的激光雷達產(chǎn)品;Luminar推出了新產(chǎn)品,定價1000美元;圖達通Innovusion新產(chǎn)品實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)后,價格約在500-1000美元;速騰聚創(chuàng)在2021年6月實現(xiàn)了第二代智能固態(tài)激光雷達的車規(guī)量產(chǎn),成本已經(jīng)達到汽車前裝要求。
據(jù)全球知名半導體研究咨詢公司Yole Développement在2021年發(fā)布《汽車和工業(yè)應用的激光雷達》行業(yè)研究報告,在激光雷達前裝市場,法國公司Valeo占比28%,速騰聚創(chuàng)10%居第二,此后是大疆旗下Livox和其他5家公司分別占7%,最后華為、禾賽、Velodyne等其他公司分別占3%。相信在2022年,隨著中國激光雷達企業(yè)的快速崛起,激光雷達價格將進一步下降。
車端激光雷達的研發(fā)經(jīng)驗和產(chǎn)品技術積累,以及企業(yè)商業(yè)資金的流轉,無疑對路側激光雷達的發(fā)展奠定了基礎。在新基建建設逐漸深入,在政府部門政策不斷支持的背景下,路側感知市場進入爆發(fā)的初期階段,如毫米波雷達、視頻等設備的快速發(fā)展正是迎合了此次的行業(yè)風向。
激光雷達廠商們也選擇在此時集體下場,速騰聚創(chuàng)、圖達通、禾賽科技等企業(yè)先后推出了應用于路側的相關激光雷達以及雷視融合產(chǎn)品,在一定基礎上試圖撕掉多年以來“貴”的標簽,正式入局路側激光雷達應用市場。
一位業(yè)內(nèi)人士表示:“隨著車路協(xié)同建設需求的增加,激光雷達在路側的使用也越來越多,部分激光雷達的價格相對于毫米波雷達僅高出一些?!?/p>
但市場的最終爆發(fā),終究是量變引發(fā)質(zhì)變,質(zhì)變決定爆發(fā)。產(chǎn)品價格的下降只是鋪好了引爆市場的引線,最終引爆市場的,無疑是產(chǎn)品的質(zhì)量。
無論是在車側亦或是路側,激光雷達本身例如產(chǎn)品穩(wěn)定性、使用壽命等還需要提升,同時激光雷達在路側方的相關標準等內(nèi)容,也都還有待進一步探索。
4、結語
激光雷達能否在路側市場中再度創(chuàng)下屬于自己的下一個“量產(chǎn)元年”,其實并不是一個偽命題,也不是一個很長久的目標。
對于當前的路側激光雷達的發(fā)展而言,一如其他感知產(chǎn)品,只要做到產(chǎn)品技術過硬,能夠滿足并解決用戶需求和問題,市場的爆發(fā)終究會到了,只不過是早晚的問題。
*感謝速騰聚創(chuàng)車路協(xié)同專家王瀟博士對文本撰寫的大力支持
參考文獻:
《淺析路側激光雷達部署》,陳軍
《車聯(lián)網(wǎng)路側感知系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及測試方法研究》,鮑敘言,余冰雁,王晶
《王俊驊:基于雷達組群的道路全域車輛軌跡感知》,王俊驊
《大疆入局,Velodyne 降價,2020年大量車載激光雷達開始供貨!》,電子發(fā)燒友