激光雷达安装位置有了新的变化,相比于之前安装在汽车周围及车顶新增了一种内置于前挡风玻璃的解决方案,虽然该种方案目前并未量产上车,但也是值得我们关注和探讨的,今天围绕主机厂方案、激光雷达厂商以及配套企业给大家简单介绍一下车载激光雷达的安装位置,如有不足欢迎大家加群指正交流。
详述车载激光雷达的安装位置,内置于前挡风玻璃后或是下一个趋势
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一、  主机厂搭载方案


首先简单给大家罗列部分车型激光雷达搭载位置。

详述车载激光雷达的安装位置,内置于前挡风玻璃后或是下一个趋势
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从上述表格来看,车顶上、格栅处、车灯下、轮眉……皆是激光雷达的安装位置。

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图源福耀玻璃

就其几种安装位置简单给大家做一个优缺点分析以及安装位置所实现的智能驾驶功能。

1、  汽车车顶


车顶可以说是主流方案,该方案主要是为了前视看得远。看得远一般用于满足高速场景的需求,只有看得远,尽早探测到前方目标物,才能给在高速上飞驰的智能驾驶汽车留出足够多的反应和决策时间。

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但此方案有些影响外观,同时也会对车的风阻表现产生影响。针对风阻,为了在不使用自动驾驶功能时能够有效降低风阻,路特斯车顶的激光雷达采用可翻转设计,不知道这会不会是一个趋势。

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2、  汽车前保险杠


最早搭载激光雷达的奥迪A8和奔驰EQS,其激光雷达硬件也是集成在保险杠上,对外观几乎不产生影响。主要是为了前视,同时看得远也兼顾。

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3、  车灯部位


很多公司尝试将激光雷达和车灯进行结合,把雷达嵌入车灯之中,如小糸、ZKW、星宇等,目前小鹏有部分车型采用了该方案将激光雷达集成于车灯之中。

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该方案很好的与前大灯组进行融合,避免破坏其美观程度,当然,弊端也是有的,比如发生追尾事故,维修起来势必会更加昂贵,车灯和激光雷达性能的相互影响,最后的结果消费者会不会买单。

4、  叶轮眉


典型代表路斯特,而其弹出式装机方案主要的挑战在于工程化的可靠性。比如说,使用过程中因为机械老化,震动等原因导致安装角度的偏移,对在线错位检测和纠正的要求较高。

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5、  内置挡风玻璃


该方案有主机厂有设计,但目前该方案的量产车型还未上市,如赛力斯内置激光雷达挂在前风挡玻璃后侧,不影响外观造型;通用Ultra Cruise的激光雷达内置于挡风玻璃后等。

通用Ultra Cruise 采用视觉、毫米波雷达和激光雷达的组合感知方案,可以对车辆周围 360 度的环境进行扫描,并在关键区域进行冗余处理。搭载 Ultra Cruise 的车型将在车辆挡风玻璃后安装一个集成式的激光雷达。

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Ultra Cruise将于2024年在凯迪拉克Celestiq上首次亮相

7 月 9 日消息,重庆赛力斯新能源汽车设计院有限公司申请的“汽车内置式激光雷达与摄像头组安装结构”专利获授权,将激光雷达挂在前风挡玻璃后侧,顶棚内部,与前视摄像头并排布置,不影响整车外观造型。


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将激光雷达装配在前顶盖处,装配工艺和维修维护复杂,维修成本高;

装配在前保险杆处时,当与行人发生碰撞时,对行人的伤害会扩大,程度不高的碰撞也易造成激光雷达损坏,造成使用成本过高。

6、  小结


总的来讲不同位置的装配都有着相应的应用场景考虑,辅助驾驶功能的不同,所安装的位置及所需要的激光雷达数量就不一样。

考虑激光雷达的装配位置就必须考虑激光雷达FOV (Field of View)视场角,毕竟传感器讲究的就是要看得远和看得广。

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Robosense的MI宣传资料可以很直观的表达FOV,他包括两个部分一个水平视场,一个垂直视场。

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。而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。

在垂直视场上,激光雷达安装位置越高,其视野就越远,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,但基于成本考虑,结合功能需求,数量众多的激光雷达搭载目前还是不太适合。

二、  激光雷达厂商


上面给大家简单介绍了目前激光雷达的上车安装位置,我们再来看看激光雷达供应商在舱内激光雷达方面的布局。

1、  Cepton


3月份通用发布的Ultra Cruise智能驾驶方案就采用了激光雷达集成在挡风玻璃后的方案,供应商正是Cepton,据称Vista-X90将会在年内量产。

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4月,Cepton推出了第二代的舱内激光雷达Vista-X90 Plus,与上一代相比,Vista-X90 Plus的高度大幅降低,仅为24mm高,宽度和深度分别是120mm。在尺寸上进行了大幅优化之外,性能上保持了与上代相同的水准。

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Cepton首席执行官兼联合创始人裴军博士表示:“Vista-X90 Plus是第二代业界最好的挡风玻璃后集成激光雷达。它的突破性设计不仅源于我们在3D成像技术方面的最新创新,也源于我们在专有ASIC芯片组开发方面的进步。”

2、  禾赛科技


禾赛科技推出一款激光雷达ET25,专为置于前挡风玻璃后而设计的舱内激光雷达,既不影响车身整体设计,也不影响车身风阻。

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同时,舱内设计让 ET25 在遇到尘土、雨雾等脏污时,无需额外的清洁方案,仅借助车辆雨刮器就可以及时清理雷达视野,保证激光雷达在更多场景下能够稳定发挥可靠性能。

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 ET25 是一款以高度命名的产品。从外形上,ET25仅有25 mm高度,相比 AT128 薄了将近一半,是目前行业内最轻薄的激光雷达,这也是其名字的由来(ET 意为 Extremely Thin)。

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3、  图达通


图达通也推出了内置于舱内的激光雷达Robin-E,在保障高性能的同时实现精巧轻量的产品设计,尺寸仅117(mm)*100(mm)*44(mm),总重量约450克,功率不到9W,噪音小于20dB(A),进一步解决激光雷达集成在前挡玻璃后方案遇到的难题。

详述车载激光雷达的安装位置,内置于前挡风玻璃后或是下一个趋势

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2023年4月19日,全球激光雷达及解决方案提供商Innovusion与全球规模最大的汽车玻璃专业供应商之一福耀集团宣布,双方正式达成合作。

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双方将充分发挥各自行业龙头企业的前瞻性和技术优势,共同致力于激光雷达集成方案的创新开发与产品化,在激光雷达加速量产上车的关键时刻,提供兼具美观实用的激光雷达安装新思路。

三、  配套企业


从前述我们知道假如将激光雷达安装在挡风玻璃后有着一系列优点,如安装在车内后,激光雷达受外力损坏的概率会更小;安装在挡风玻璃后可以借助雨刮器来及时清理污渍;安装在挡风玻璃后不会影响汽车的风阻,美观等。

不过,同样能够想象到激光雷达在挡风玻璃后会出现另外一些问题,包括电机噪音、散热等。或许这些问题能够通过激光雷达的技术路线迭代来解决,比如采用纯固态激光雷达等。

除此之外,前挡风玻璃的信号通过性问题,也是非常值得注意的问题。

汽车前挡风玻璃通常为夹层玻璃,其包括外玻璃板、热塑性中间层和内玻璃板,多功能摄像头或激光雷达安装在内玻璃板的内表面上时,信号数据需要穿过外玻璃板、热塑性中间层和内玻璃板才能被多功能摄像头或激光雷达接收,由于玻璃本身和热塑性中间层(例如PVB)均会吸收红外线,对于905nm激光雷达、1550nm激光雷达和780-1200nm红外相机来说,传统夹层玻璃会阻碍激光雷达和红外相机的信号数据透过,从而影响激光雷达和红外相机的正常工作,实际适配效果不理想。

所以在这方面知名玻璃供应商福耀玻璃给出了他们的解决方案,同激光雷达供应商合作解决这一问题。

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图源福耀玻璃

福耀玻璃近年申请了多项关于能够满足激光雷达信号透过率要求的车窗玻璃制备方法专利,目前该方案已经申请发明专利14件。其中一项是通过针对激光雷达等传感器位置处的红外通过率进行优化,如下图中展示的是车窗夹层玻璃的示意图,外玻璃板1选用超白浮法玻璃,超白浮法玻璃对780~1650nm波长的红外线的透过率大于或等于90%,使夹层玻璃整体对激光雷达或红外相机的信号数据的90%以上的高透过率。

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四、  总结


目前主激光雷达的布置还是以车顶和前格栅为主,车身补盲激光雷达为辅。随着主机厂、激光雷达厂商、玻璃供应商等的推动,或许内置激光雷达的方案将逐步提升占有率。从消费者的角度来看,确实该方案的接受度更高。关于激光雷达的安装位置,你有着怎样的看法呢,欢迎大家加群交流探讨。
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参考文章:
福耀玻璃《自动驾驶,我们又向前了一小步》
IT之家《赛力斯内置激光雷达专利获授权:挂在前风挡玻璃后侧,不影响外观造型》
智驾网 《激光雷达到底应该装在哪儿?》
电子发烧网 《通用全新自动驾驶方案出炉,激光雷达安装在挡风玻璃后方会是最佳选择?》
出行范儿 《把激光雷达装进车舱内,禾赛是如何做到的》
Innovusion《Innovusion与福耀集团达成合作,共同推出激光雷达内置集成方案》
Vehicle 《智能驾驶要用多少个激光雷达?分别放在哪里?什么作用?》
懂车帝 《配激光雷达,通用汽车Ultra Cruise驾驶辅助技术传感器配置公布》


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