Si l'on fait un bilan de l'industrie de la conduite autonome en 2021, il y a un phénomène qui est particulièrement flagrant : les modèles de série à conduite autonome équipés delidarsapparaissent les uns après les autres sur le marché. Le statut du lidar en tant que "capteur essentiel au cœur du système de perception de la conduite autonome" a été largement accepté par l'industrie.
Cependant, sur la question du nombre de lidars installés, divers constructeurs automobiles semblent être pris dans "l'involution", si vous en transportez trois, il en transportera quatre...
Lidarest essentiel pour les véhicules autonomes, mais plus c'est vraiment mieux ? La réponse n'est probablement pas un simple oui ou non.
01
Après la croissance explosive de l'industrie en 2021, presque tous les types de constructeurs automobiles ont élevé l'importance du lidar à un niveau qui est presque le même que les "indicateurs fondamentaux" des voitures tels que la durée de vie de la batterie. Qu'il s'agisse des nouvelles forces de l'automobile qui peinent depuis de nombreuses années sur le marché, qui ne sont pas si "jeunes", ou des constructeurs traditionnels de voitures de tourisme plus "à l'ancienne", ou encore des marques de voitures de sport de luxe haut de gamme , ils ne sont pas exemptés.
En raison de son excellente capacité de perception, le LiDAR est devenu le centre d'intérêt absolu des constructeurs automobiles actuels sur "l'involution" de la configuration du système de perception de la conduite autonome. La nouvelle série de "course à l'armement" de la conduite autonome autour du lidar devient également de plus en plus intense.
Au début de la nouvelle année, un nouveau constructeur automobile a annoncé de manière très médiatisée que son premier modèle de série équipé de lidar serait livré par lots au printemps 2022. Auparavant, une marque de conduite autonome appartenant à un constructeur automobile traditionnel a écrit directement une copie puissante de "moins de 4, s'il vous plaît ne parlez pas" dans les documents d'annonce du produit pour souligner ses avantages exceptionnels des véhicules autonomes dans le lidar.
Après que la conduite autonome est entrée dans la phase L3, le lidar est devenu un accessoire clé indispensable aux yeux de l'industrie de la conduite autonome. Dans la bouche des constructeurs automobiles, le nombre de lidars est également devenu un indicateur important pour mesurer les performances d'un véhicule autonome.
En théorie, plus le nombre de capteurs est élevé, plus la couverture du système de perception de la voiture est large et plus l'effet de perception est fort.
Mais la taille de chaque voiture est toujours limitée et fixe, et même en considérant la perspective de Dieu, la couverture du système de perception n'est pas supérieure à 360° au maximum. En tant que produit qui doit être testé par les consommateurs sur le marché, est-il réaliste et rentable d'utiliser des matériaux d'empilage « non recouverts » pour améliorer la performance perçue ?
La réponse est non, le LiDAR n'est pas le meilleur pour les voitures autonomes.
02
Tout d'abord, il convient de préciser que bien que le lidar joue un rôle vital et indispensable dans le système de perception des véhicules autonomes de haut niveau, le lidar n'est pas l'ensemble du système de perception.
Examen des solutions de configuration de capteurs de divers véhicules autonomes de niveau L3 qui ont été lancés sur le marché. Outre le lidar, les caméras, les radars à ondes millimétriques et les radars à ultrasons ont également leur place.
Semblable aux capteurs tels que les radars à ondes millimétriques et les radars à ultrasons, le principe de fonctionnement du lidar est le suivant : irradier la cible en émettant un milieu de détection et recevoir son écho, obtenant ainsi la distance entre la cible et le point d'émission, et le taux de changement de distance (vitesse radiale), de relèvement, d'altitude et d'autres informations.
Le laser haute fréquence du milieu de détection émis par le lidar permet au lidar d'avoir naturellement de meilleures performances de détection que les autres capteurs.
Prenons l'exemple du lidar à semi-conducteurs de qualité véhicule C-Fans-256 développé indépendamment par Surestar : en tant que dernier produit de la gamme de produits de navigation de Surestar, C-Fans-256 a une haute résolution de 0,1° × 0,1°, et est le premier produit LiDAR à semi-conducteurs de qualité automobile à 256 fils au monde, avec des performances de détection exceptionnelles. Dans le même temps, en tant que produit de qualité automobile, C-Fans-256 a passé la norme ISO16750, un total de 31 tests dans 9 catégories, et peut assurer un fonctionnement stable de l'équipement dans divers environnements et climats difficiles.
Cependant, il existe encore quelques lacunes dans le lidar, telles que la collecte d'informations de point de localisation à distance laser haute fréquence n'est pas assez dense, et la réflectivité du laser haute fréquence ne peut pas distinguer différents obstacles du même matériau.
Les caméras et les radars à ondes millimétriques ont des technologies matures et une haute résolution, mais le premier a un champ de vision limité et aucune information sur la valeur de la profondeur, tandis que le second est considérablement affecté par l'atténuation et l'absorption atmosphériques, ce qui rend difficile la modélisation précise et continue des obstacles pendant conduite. Bien que le radar à ultrasons ait une précision de détection extrêmement élevée, il présente des lacunes évidentes en matière de télémétrie et ne peut répondre qu'aux besoins de perception de scénarios spécifiques tels que le stationnement automatique.
On peut voir que l'intégration organique de divers capteurs et l'apprentissage mutuel sont la "bonne voie" pour le système de perception de la conduite autonome.
Au stade actuel où il est devenu un consensus de l'industrie pour construire un système de perception de conduite autonome basé sur la fusion de capteurs, l'emplacement d'installation est également devenu l'une des raisons pour lesquelles le nombre de lidars n'est pas le meilleur. Qu'il soit monté horizontalement ou installé obliquement, même s'il adopte une disposition de toit "rétro", quelle que soit la solution choisie par le constructeur automobile, la plupart des produits lidar sur le marché n'ont actuellement besoin que de quelques pièces pour ne pas arriver à des impasses. Couverture de zone.
C-Fans-256 avec un champ de vision panoramique, s'appuyant sur son excellente capacité de perception, fournit des exigences d'environnement de conduite réelles à grande vitesse, dynamiques et complexes pour la surveillance de zones longue distance à grande échelle et la vision de scène difficile de conduite automatique. Assistance solide et fiable.
En tant que soi-disant "utiliser un marteau pour casser une noix", pour les véhicules autonomes produits en série, il peut répondre aux besoins de perception dans l'environnement routier et peut couvrir des scènes difficiles en conduite réelle, de sorte que les avantages perceptuels du lidar peuvent être pleinement utilisé. . Augmenter aveuglément le nombre n'est peut-être pas la meilleure solution.
Il en va de même du point de vue des coûts. Si le prix du lidar a bénéficié des progrès technologiques et de la maturité croissante de la chaîne industrielle, il n'est plus élevé, mais il reste le "centre de gravité des coûts" parmi les différents capteurs nécessaires à la conduite autonome. Et les riches données collectées par le lidar nécessitent une grande puissance de calcul. Trop de lidar signifie que plus de puces sont nécessaires pour résoudre les données, ce qui entraîne des coûts incontrôlables.
De plus, en tant que véhicule qui doit être réellement conduit sur la route, l'entretien est un sujet qui ne peut être évité quoi qu'il arrive. Cependant, le lidar intègre un grand nombre de composants optoélectroniques de précision, et la probabilité de défaillance est supérieure à celle des composants structurels purement mécaniques existant dans un grand nombre de véhicules. Même avec une utilisation et un entretien appropriés, à mesure que le kilométrage augmente, le besoin de réparation ou même de remplacement surviendra inévitablement.
Bien que d'excellents fabricants nationaux et étrangers de lidar tels que Surestar aient construit un système complet d'assistance technique et de service après-vente dans le cadre d'un processus de recherche et de développement intensif à long terme de produits techniques. Cependant, s'il y a trop de lidars dans une voiture, les utilisateurs finaux paieront toujours beaucoup d'argent, mais pourraient économiser la majeure partie de la facture en raison de pannes occasionnelles.
03
Bien que plus ne soit pas toujours mieux, l'importance du lidar pour les voitures autonomes est indéniable. Si la conduite autonome veut se développer à un niveau supérieur, jusqu'à ce qu'elle réalise la vulgarisation de la conduite sans pilote au sens plein, elle est indissociable de "l'œil de la conduite autonome" du lidar.
Sans la participation du lidar, la fusion des capteurs du système de perception de la conduite autonome doit souvent emprunter un chemin plus difficile s'il se veut complet et sans défauts.
En prenant comme exemple le schéma de fusion basé sur la caméra et le radar à ondes millimétriques, bien que le radar à ondes millimétriques puisse efficacement compenser le problème que les données d'origine collectées par la caméra n'ont pas d'informations sur la valeur de profondeur, la résolution cible des ondes millimétriques le radar est très faible, et même dans certains scénarios La taille et le contour de la cible ne peuvent pas être déterminés, seul le problème "visible" peut être résolu.
Cela rend difficile la réalisation d'une intégration profonde entre les deux jusqu'à ce que de nouvelles percées soient faites dans l'algorithme de perception visuelle. Il ne peut jouer un rôle que dans des directions spécifiques telles que la mesure de la vitesse cible et le suivi de trajectoire. Il ne peut pas bien répondre aux exigences globales du système de perception dans l'environnement de conduite réel.
Le lidar présente des avantages évidents en termes de portée et d'adaptation à l'environnement. Le lidar à semi-conducteurs ultra-haute résolution au niveau de l'image C-Fans-256 développé par Surestar peut capturer avec précision les informations de point de position des véhicules et des piétons à une distance de 200 m.
De plus, la consommation électrique du C-Fans-256 n'est que de 16 W et la charge sur l'ensemble du système du véhicule est extrêmement légère. Combiné à sa conception complète de type véhicule et à la forte capacité anti-interférence naturelle des lasers haute fréquence, il peut pleinement garantir le fonctionnement stable du système de perception de conduite autonome dans diverses conditions routières et environnements météorologiques.
Dans l'ensemble, dans le système de perception de la conduite autonome, le lidar est plus apte à exister en tant que "leader", et son importance provient davantage des avantages de la performance de la perception que de la quantité. Ce n'est qu'en exerçant mieux la capacité des "yeux de la conduite autonome" que nous pourrons résoudre les points faibles de l'évolution des véhicules autonomes et vulgariser le plus rapidement possible l'atout gagnant du voyage sans pilote.