衛(wèi)東
在伊拉克戰(zhàn)爭時(shí),一個(gè)詞匯一下子進(jìn)入到了人們的視野——激光制導(dǎo),因?yàn)椴捎眉す庵茖?dǎo)的導(dǎo)彈對目標(biāo)實(shí)現(xiàn)了精確的打擊。激光制導(dǎo)系統(tǒng)的全名是導(dǎo)彈制導(dǎo)激光雷達(dá),原來它是利用激光雷達(dá)捕捉到的影像,經(jīng)過軟件處理實(shí)現(xiàn)自主目標(biāo)捕獲。由此,可以為導(dǎo)彈提供自主精確制導(dǎo)的激光雷達(dá)火了。在精準(zhǔn)目標(biāo)打擊驗(yàn)證了導(dǎo)彈制導(dǎo)激光雷達(dá)帶來的精準(zhǔn)目標(biāo)鎖定優(yōu)勢后,激光雷達(dá)系統(tǒng)也進(jìn)入了汽車工程師們的視野,在2016年亞洲消費(fèi)電子展上,法雷奧就向廣大公眾展示了SCALA激光掃描儀,并于2017年底向市場推出了SCALA激光掃描儀產(chǎn)品。
在以“未來已來”(Future now)為主題的2017 IAA法蘭克福國際車展上,法雷奧SCALA激光掃描儀也是全場焦點(diǎn),這是目前該類產(chǎn)品中第一個(gè)、也是惟一一個(gè)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的產(chǎn)品。SCALA激光掃描儀于2017年進(jìn)入市場,充分展現(xiàn)出法雷奧研發(fā)觸手可及的尖端技術(shù)的強(qiáng)大實(shí)力。法雷奧擁有業(yè)內(nèi)最全面的傳感器產(chǎn)品矩陣,涵蓋超聲波探測系統(tǒng)、攝像頭、激光雷達(dá)掃描儀和雷達(dá)系統(tǒng)使其在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域創(chuàng)造了新的篇章。這些技術(shù)就像車輛的眼睛和耳朵,使車輛變得“耳聰目明”;另一方面,法雷奧的軟件系統(tǒng)負(fù)責(zé)收集、整理傳感器接收到的各項(xiàng)數(shù)據(jù),過程就如同人類的大腦處理五大感官信息一樣。更值得一提的是,法雷奧還涉足人工智能領(lǐng)域,賦予車輛自我學(xué)習(xí)的能力。
法雷奧XtraVue超級(jí)視距集成了安裝于車身的遠(yuǎn)程通訊天線、激光掃描儀和法雷奧攝像系統(tǒng)。它能讓駕駛者對道路狀況一目了然,甚至包括視野之外的路況。它還能將其它互聯(lián)車輛拍攝的流視頻和道路設(shè)施攝像頭拍攝的影像呈現(xiàn)在車內(nèi)顯示屏上。對駕駛者而言,他們就好像具備了透視前方障礙物的能力,這將為他們的駕駛決策提供更為充分的信息,讓駕駛行為更加安全,尤其對于超車行為特別重要。
在2017法蘭克福車展上,法雷奧全球首秀了Park4U Home技術(shù)。該技術(shù)能讓車輛在極為復(fù)雜的環(huán)境中,也能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)泊車。Park4U Home系統(tǒng)擁有12個(gè)傳感器、四個(gè)攝像頭、一個(gè)SCALA激光掃描儀和一個(gè)融合控制單元。當(dāng)駕駛者選擇手動(dòng)停車時(shí),系統(tǒng)便開始學(xué)習(xí)路徑(最長50m)和周邊環(huán)境,以便下次自行完成。駕駛者可以通過智能手機(jī)控制車輛,即使遇到障礙物,系統(tǒng)也可通過攝像頭,超聲波傳感器和激光掃描儀收集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)泊車。
在2017年的國際消費(fèi)電子展CES上,大陸公司也是推出了高清三維激光掃描雷達(dá)HFL。大陸HFL是一款車載傳感器,可對車輛周圍環(huán)境進(jìn)行3D實(shí)時(shí)探測,該傳感器無任何活動(dòng)機(jī)械部件。此項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在航空領(lǐng)域進(jìn)行了測試,可顯示車輛周圍的精細(xì)視圖,可應(yīng)用于白天、夜晚以及惡劣天氣狀況。高清三維激光掃描雷達(dá)使大陸集團(tuán)用于高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)的車載傳感器產(chǎn)品線進(jìn)一步得以拓展,與其它傳感器結(jié)合使用,能為高度自動(dòng)化駕駛和全自動(dòng)化駕駛提供有力支持。
高清三維激光掃描雷達(dá)是生成完整的三維環(huán)境模型的核心組件。大陸集團(tuán)高清三維激光掃描雷達(dá)業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人Arnaud Lagandré表示:“該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在航空領(lǐng)域應(yīng)用。利用此項(xiàng)技術(shù)生成的整個(gè)汽車外圍三維視圖(白天和夜間)更全面、更詳細(xì),即使在惡劣的天氣條件下也能可靠地工作。”高清三維激光掃描雷達(dá)進(jìn)一步豐富了大陸集團(tuán)用于高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)的環(huán)境傳感器產(chǎn)品組合,支持高度全自動(dòng)化駕駛與其他傳感器組合使用。此產(chǎn)品計(jì)劃于2020年開始批量生產(chǎn)。
與目前使用的許多掃描儀部件相比,高清三維激光掃描雷達(dá)只有兩個(gè)關(guān)鍵部件:一個(gè)是激光,另一個(gè)是高度集成的接收器芯片。激光用作發(fā)射源(類似于照相機(jī)的閃光燈),可作為200m以內(nèi)的汽車外圍環(huán)境的照明源。接收器芯片在概念上與數(shù)字相機(jī)中的傳感器芯片類似,但它還能記錄激光脈沖傳輸時(shí)間,并將反射回來的光記錄到各個(gè)像素上,以對應(yīng)于被測物體的相對距離。這種方法簡單而高效,能在每次激光閃光時(shí)都生成高精度、無失真的周圍環(huán)境圖像。
Lagandré說:“通過這種方式,只需用時(shí)1.32微秒,就能以30次/秒的頻率構(gòu)建出完整的汽車外圍環(huán)境三維模型,模型覆蓋的范圍近至離汽車幾厘米,遠(yuǎn)可達(dá)200多米。此外,還可以準(zhǔn)確測量與各個(gè)被測物體之間的距離。這種方法復(fù)雜性低,工業(yè)可行性高,因此我們能夠有效地在汽車周圍安裝多個(gè)傳感器,從而能夠?qū)崟r(shí)生成完整的360度的汽車周圍環(huán)境全景圖像?!?img src="https://cimg.fx361.com/images/2019/06/04/qkimagesqcydqcyd201903qcyd20190320-5-l.jpg"/>
在2017法蘭克福車展上,大陸集團(tuán)展示了城市駕乘體驗(yàn)(CUbE)。在未來,像這樣的自動(dòng)化駕駛出租車將會(huì)在公共交通系統(tǒng)中發(fā)揮重要的作用,有效解決“第一公里和最后一公里”的問題,實(shí)現(xiàn)從城市到郊區(qū)的無縫及無壓力出行。這一開發(fā)平臺(tái)運(yùn)用了全方位的科技以及公司多年的經(jīng)驗(yàn),涉及到多個(gè)領(lǐng)域的創(chuàng)新產(chǎn)品開發(fā),包括傳感器、電子控制元件、軟件算法、輪胎、表面材料、剎車制動(dòng)系統(tǒng)以及動(dòng)力總成技術(shù)。高分辨率激光3D成像雷達(dá)實(shí)時(shí)提供詳細(xì)的汽車外圍環(huán)境圖像,新車型中的零部件無需為此進(jìn)行任何機(jī)械方面的改動(dòng)。高分辨率的汽車環(huán)境傳感器是為自動(dòng)化駕駛環(huán)境創(chuàng)建的全方位三維模型的重要組件,可全天提供可靠的監(jiān)測數(shù)據(jù),且不受惡劣氣候條件干擾。
在2017年推出的全新奧迪A8也是第一個(gè)搭載了激光掃描儀的車型,這款來自法雷奧的激光掃描儀的覆蓋范圍長度約為80m,散射角為145°。在這個(gè)范圍內(nèi),即使在黑暗的條件下,掃描儀也能探測物體的精確輪廓,為防范交通意外事故作出了貢獻(xiàn)。通過傳感器數(shù)據(jù)合并可將車輛精確定位在其車道內(nèi),因此,除了奧迪AI系統(tǒng)外,激光掃描儀的特殊功能和中央駕駛輔助控制系統(tǒng)的中央環(huán)境模型也有利于導(dǎo)航系統(tǒng)。例如,在檢測交通擁堵結(jié)束并啟動(dòng)制動(dòng)方面,全新奧迪A8的駕駛輔助系統(tǒng)比前代車型的反應(yīng)更早、更精確。
這款激光掃描儀為全新奧迪A8 L3階段有條件自動(dòng)駕駛提供了有力的支持。隨著奧迪AI擁堵自動(dòng)駕駛功能的推出,奧迪品牌向世界展現(xiàn)了首個(gè)實(shí)現(xiàn)L3階段有條件自動(dòng)駕駛的系統(tǒng)。在公路和物理屏障分離交通的雙向多車道高速公路上,在車速不超過60km/h的緩慢交通路況下,奧迪AI擁堵自動(dòng)駕駛系統(tǒng)將接管駕駛。系統(tǒng)接管包括停車、加速、轉(zhuǎn)向、本車道內(nèi)制動(dòng)。和L2階段自動(dòng)駕駛不同,駕駛員無需時(shí)時(shí)監(jiān)控車輛。如果駕駛員通過中控臺(tái)的AI按鈕激活了擁堵自動(dòng)駕駛系統(tǒng),則可以松開加速踏板和方向盤,并根據(jù)當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)進(jìn)行車輛支持的活動(dòng)。當(dāng)收到系統(tǒng)提示時(shí),駕駛員必須能夠收回車輛的控制權(quán)。
在任何路況以及任何天氣條件下,觀察和感知是第一個(gè)決定性步驟。為確保傳感器全天候、并在任何氣候環(huán)境下正常工作,法雷奧在2018年北京國際車展上推出了everView傳感器清潔系統(tǒng),能自動(dòng)清潔激光雷達(dá)。它是首款應(yīng)用于激光雷達(dá)傳感器的全自動(dòng)清潔設(shè)備,也是自動(dòng)駕駛技術(shù)的重要組成部分。該清潔系統(tǒng)配備了一只可伸縮手臂和幾個(gè)噴嘴,可自動(dòng)噴出清洗液并清洗傳感器。此外,該清潔系統(tǒng)還可以選配除霜功能,以確保車輛在冬季保持最佳性能。
隨著激光雷達(dá)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展、成本的降低,激光雷達(dá)會(huì)出現(xiàn)在越來越多的車型上,為社會(huì)帶來更加安全的交通環(huán)境。