自动驾驶,无疑是近几年来最炙手可热的词汇。
无论是枯燥的长途高速,还是蠕行的城市拥堵,甚至是每日早晚的泊车,我们都需要精神高度集中。面对这样智力+体力的双重劳动,解放双手和大脑是人们迫不及待想要实现的。
自动驾驶的现状
每当看到带有自动驾驶功能的车辆上市,人们的目光总会不自觉地被其吸引。但这种期待最终总是落空——怎么和心目中真正的自动驾驶还相差甚远。
人们心目中真正的自动驾驶是怎样的?
坐在车里,吃着零食喝着饮料,看看电影,什么都不用做,甚至是睡一觉,汽车就把我们带到了目的地。
而当前车辆的自动驾驶功能大部分属于高级辅助驾驶,如高级自适应巡航技术,主动车道保持技术等。少数车辆可实现半自动驾驶,例如车辆在自动增减速的情况下,还可以实现自动变道,但仍需要人类驾驶员在特殊情况下介入。
自动驾驶的难点
那为何理想中的自动驾驶迟迟难以实现?
因为开车本来就是件很难的事。
在实际驾驶中,我们无法预知可能会遇到什么情况。路面上突然出现的坑、十字路口不守规则的行人、严重的雨雾天气……这些都会极大增加驾驶难度。
对于人类来说,遇上特殊情况是基于视觉和经验判断的“认知”,而自动驾驶技术所运用的车载传感器只能做到“感知”。仅凭“感知”,怎么快速做出反应?这就要求极高的硬件条件和快速的算法反应,当然还需5G高速信号、法律法规等全方面的完善。
自动驾驶的核心
传感器是自动驾驶系统的核心之一。想知道车子周围有什么障碍物,就得有传感器。传感器分为好几种。比如超声波传感器、摄像头传感器、激光雷达传感器等。
其中激光雷达被认为是半自动驾驶及全自动驾驶的核心传感器。相比超声波传感器最远只有10米的探测距离,激光雷达最远可探测500米距离。同时兼具角度分辨率优、受环境光照影响小的特点。它也无需像摄像头传感器一样进行深度学习算法,可直接获得物体的距离和方位信息。这些优势,可显著提升自动驾驶系统的可靠性。
目前市面上车载激光雷达主要分为两种安装模式。
一是车顶安装,也就是“上帝视角”,代表车型有蔚来ET7、理想L9等。
顶置激光雷达方案的好处显而易见:
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就像我们站得高、望得远、看得广一样,安装在车顶位置有利于监视道路情况;
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因为安装位置较高较后,在出现事故时不易被损坏。
但它依旧有它的不足:
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最明显的就是它让汽车长出了一个“犄角”,偏离了当前车辆流畅线条的审美观念,也影响了整车风阻系数;
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环境对顶置激光雷达的性能寿命影响大,例如在烈日暴晒下激光雷达有较大的散热问题;
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面对低矮障碍物时,顶置激光雷达易存在盲区,识别不精确,安全问题也会随之而来。
二是前保险杠安装,也就是“井盖视角”,代表车型:小鹏P5、极狐阿尔法S等。
隐藏式设计优点如下:
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不影响车辆的造型和美观度;
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藏在车身内部避免了烈日直射,在防晒问题上得到了更好地解决。
但是缺点也相应存在:
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把激光雷达放置在车头位置,碰撞、剐蹭、飞石等都容易对其造成损坏,影响探测结果;
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由于安装位置过低,探测角度有限,就需要多颗激光雷达设计,从而增加了造车成本。
福耀激光雷达内置方案
面对以上这些市场痛点,福耀推出了全新的激光雷达内置方案——将激光雷达放置于前挡风玻璃的内侧。
这是目前从车辆的外观造型、激光雷达的布局位置二者中和后得到的最优解决方案,不仅保留了车身流畅的曲线造型,还不会因为安装位置过低影响探测结果。
有了前挡风玻璃作为保护层,激光雷达装置就可以取消雷达罩,省去清洁方案,也省去了除霜除雾方案,当然也免受碎石等冲击,从而实现制造成本和维修成本的双重降低。
既然如此,为什么这个方案没有更早地运用于市场?
这是因为曲面结构的前挡风玻璃会造成激光雷达信号衰减。
目前常规前挡风玻璃的70%透过度并不符合激光雷达需求的90%以上的高透过要求,普通夹层前挡的玻璃层和PVB层对905nm和1550nm等特征波长的红外光具有吸收。
另外,广角探测条件下,由于前挡风玻璃的装车角度,雷达信号的入射角度会偏移,红外光透过就会进一步衰减。这些都会导致内置激光雷达的发射和探测灵敏度降低,无法正常工作或失效。
这就是该方案的难点所在。
不过经过长达数年的技术攻关,福耀目前成功通过改善生产工艺、改变玻璃组合结构等方式,实现了激光雷达特征波段红外光透过率优化,解决了上述难题。在该领域填补了国内市场的空白,助力实现汽车自动驾驶。目前该方案已经申请发明专利14件。
相信,通过各方共同的努力,我们走向理想中的自动驾驶的道路将逐渐缩短。
无论是过去,现在,还是将来,福耀都将作为专业汽车玻璃供应商的探索者,继续做好汽车产业中的配角,为自动驾驶、车联万物、智慧畅行等人类的共同理想,不断研发创新,追求极致,永不停步。
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编辑 / 嘉琪
原文始发于微信公众号(福耀集团):自动驾驶,我们又向前了一小步
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