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汽車圈最強産品經理交鋒:雷射雷達裝在哪裡最合理?

四位汽車 CEO,就雷射雷達的安裝位置和裝載數量,線上上展開了一個圓桌讨論。

先看一下四人各自表達的不同觀點:

汽車圈最強産品經理交鋒:雷射雷達裝在哪裡最合理?

理想汽車 CEO 李想:在車頂上放一個,和在機蓋或保險杠放兩個,性能上沒有任何差別,甚至頭頂的單顆性能會更好。但是,在行人碰撞、維修成本、和震動控制(連結主車體)上,都是車頂是最優的。唯一的問題是,車頂雷射雷達的造型會需要适應,因為太像機動戰士-高達了。

汽車圈最強産品經理交鋒:雷射雷達裝在哪裡最合理?

集度汽車 CEO 夏一平:還是有差别的,120 度的 FOV 和 180 度的 FOV 還是不一樣的,解決的conrner case也不一樣,是以在産品的能力上和體驗上甚至是安全性還是有差别的。

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小鵬汽車 CEO 何小鵬:兩顆雷射雷達肯定從性能上遠好于一顆的,将來城市 NGP和魯棒性中的就可以看到差異。實際上硬體配置隻是代表一種潛力的可能性,最終是安全,成本,場景和能力的平衡,仍然是木桶效應而不是短跑邏輯。

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威馬汽車 CEO 沈晖:無論數量還是位置,還是要看實際使用環境,威馬 M7 通過頭頂 1+兩側 2 的布局,水準視角覆寫範圍達到了330°,更能照顧絕大數情況下的 corner case。這麼看,也許3 顆才是當下感覺水準和安全平衡的最優解,過少有盲區,過多無意義。

可以看出,參與這場圓桌讨論背後,各家推出的車型都是妥妥的「雷射雷達玩家」,而這場圓桌讨論的導火線是集度汽車透露首款車型 SIMU Car 将在車輛的前機蓋安裝 2 顆雷射雷達。

汽車圈最強産品經理交鋒:雷射雷達裝在哪裡最合理?

4 月 18 日,集度汽車放出了集度首款車型 SIMU Car 的預告圖,圖檔隻是聚焦在車輛的前機蓋搭載兩顆可伸縮的雷射雷達。

關于雷射雷達的裝載位置一直存在争議,包括以蔚來 ET7、理想 L9、智己 L7 為首的車頂一派;以極弧 S、小鵬 G9 為首的保險杠一派,而集度 SIMU Car 是首家在前機蓋安裝雷射雷達則自成一派。

那麼,雷射雷達究竟裝在什麼位置才是最合理,哪一派的觀點更有論證?

01

上帝視角、井蓋視角、行人視角?

汽車圈最強産品經理交鋒:雷射雷達裝在哪裡最合理?

事實上,早前如果說到車載雷射雷達,多數人對它的印象必然是無人駕駛測試車頂上的大花盆,那便是機械式産品的典型形态之一。

但是,鑒于車企絕不會出售一款「頭頂大鋼鐵大花盆」的消費級産品,那麼他們對車規級雷射雷達雷達的特殊要求也就變得直覺和很好了解了:

體積、穩定、量産、成本。

後來便開始發展到混合固态雷射雷達的量産,小鵬 G9、蔚來 ET7、理想 L9 等目前

市面上搭載雷射雷達的車型都是這一類的代表。

兩者最直覺的差別在于視野範圍差,機械式雷射雷達可旋轉,一般單顆布局即可滿足全方位 360°的掃描需求。

而混合固态雷射雷達不能轉動,探測角度一般隻有 120°,是以如果沒有合理的布局,存在盲區視角的風險。

是以,關于這類混合固态雷射雷達的布局,車企們也就開始了自由的發揮。

汽車圈最強産品經理交鋒:雷射雷達裝在哪裡最合理?

理想 L9

方案一:車頂(上帝視角)

站得高、望得遠、看得廣,安全度高。

這是車企選擇将雷射雷達裝在車頂的邏輯。目前來看,認可這套方案的玩家并不少,包括智己、威馬、哪吒、上汽飛凡都相信将雷射雷達安裝在車頂是現階段最優的解決方案。

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首先,将雷射雷達安放在車頂,背後的邏輯其實跟哨兵樓一樣,高度越高、對敵人起到防範的作用越高效,也就是車企想要達到「望得遠」的效果。

目前量産的雷射雷達在 10% 反射率目标物的情況下,普遍最遠探測距離 100 米-150 米,此時如果将同一雷射雷達安置在不同水準(車頂、前機蓋、保險杠)的高度,面對複雜的路況,顯然位置越高越有利于監視更遠的道路情況,提前做好預判。

比如雷射雷達在實際應用當中,安裝的位置達到一定高度時,可以實作越過前車探測到前前車的情況。

其次就是「看得廣」,現階段搭載雷射雷達的量産車型所采用的混合固态雷達的探測角度一般隻有 120°,而如果要在車輛行駛的前進方向實作 180°,或者是全方位 360°掃描,部分車企會選擇雙/四顆雷射雷達,或者其他硬體感覺彌補剩下 60°/240°視角。

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威馬 M7

比如威馬 M7 除了在車頂安裝一顆雷射雷達之外,在車頂雷射雷達兩側還加裝了 2 顆800 萬像素的攝像頭,在車身兩側前翼子闆的位置再加裝了兩顆雷射雷達,累計掃描視角達到 360°。

另一部分車企則以車輛的最高位置,将單顆雷射雷達發揮 120°扇形區域的最大有效化,理同越高越遠的邏輯思維。

而車企選擇在車頂安裝雷射雷達的時候也會考慮到視角下邊緣與車頂蓋的位置,一般會根據車型的不同調整下傾幾度。

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蔚來 ET7

最後安全系數,從工程角度上來說,将雷射雷達安放在車頂,能夠避免甩泥、飛石、剮蹭等突發性事件的發生,相比前機蓋、保險杠的位置,車頂的幾率是最小的;以及包括行人安全碰撞和更好的振動控制。

相反,将雷射雷達安置在車頂,對車輛的外觀造型也會存在較大的争議,比如李想将其造型形容為機甲戰士-高達、何小鵬則用「兔子的耙耳朵」描述這種造型。

同時還需要考慮近場低矮障礙物存在一定盲區,以及風阻系數、風噪、暴曬、散熱等不可避免的因素。

方案二:前保險杠(井蓋視角)

兼顧造型審美、保障近場低矮障礙物盲區。

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這種方式幾乎完美地将雷射雷達起到了隐藏效果,如果再将前保險杠加以熏黑化處理,基本能夠滿足消費者的傳統審美觀。

同時,将雷射雷達安置在保險杠位置,垂直方向上視野盲區更小,對近場低矮障礙物的識别更好。

比如遇到進出地庫、急加塞、橫穿路口等複雜場景時,更能夠有效的檢測到側向來車、行人的視角。

但由于安裝位置的過低,對于雷射雷達的視野掃描範圍而言肯定是有一定弊端,免不了會出現遮擋以及盲區。

汽車圈最強産品經理交鋒:雷射雷達裝在哪裡最合理?

探維科技品牌總監張立辰表示,雷射雷達安裝在車前燈下方的位置,主要功能是補充或輔助性避障,但下方的位置存在無法避免的盲區問題。

而上方的位置可以是感覺功能也可以是定位功能,但定位功能需要 360°的資訊,單顆半固态雷射雷達必然不能實作定位功能。

是以,采用這一套方案的玩家基本都會選擇多顆雷射雷達加以安全備援,包括極弧阿爾法 S HI 版、小鵬 P5/G9、阿維塔 11。

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除了硬體成本的上漲之外,維修成本同樣也是一個必不可免的因素。

比如碰撞、剮蹭、飛石等都是存在對置于保險杠處的雷射雷達造成損壞性的機率,并且在日常行駛過程中,這種概念并不低。

方案三:機艙蓋(行人視角)

作為這套方案的開創者,夏一平認為,這套方案極具創新性,雷射雷達所處的位置不僅特色鮮明,外觀非常加分,對「鬼探頭」也能起到更好的優勢。

确實,從工程角度上來看,前機蓋的位置明顯優于保險杠的布局,但在實際應用場景當中,這套機艙蓋的方案存在一個最大争議的問題——行人碰撞保護。

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這也是李想認為這套方案最不可能實作的原因,李想認為,雷射雷達不适合放在發動機蓋上,因為這種模式沒法通過最新的行人碰撞法規。

在中汽研測試當中有一項行人保護及主動安全,測試車輛在與行人發生碰撞後,車輛本身的保險杠、發動機艙蓋、前風擋玻璃和 A 柱等區域對行人的傷害程度。換言之,考驗的是車輛的結構設計及材質是否對道路中的弱勢群體足夠友好。

比如小鵬 P7,在行人保護這項測試環節上,以 9.767 分(滿分 15 分)的成績處于及格線邊緣。

而将雷射雷達安置在機艙蓋兩側,且先不考慮能否通過碰撞法規,對于行人保護等問題也是非常大的隐患,大機率測試成績會重新整理底線。

除此之外,即便是采用了「翻蓋式」設計加以輔助,但還需要考慮機艙蓋的材質、日常駕駛震動導緻安裝角度偏移,以及維修成本等問題。

是以,相比前面兩套較為「成熟」的方案,機艙蓋的這套方案還有諸多避免不了的問題。

方案四:翻蓋式、前大燈、内置前擋風玻璃

既然車頭、機艙蓋的方案都對車輛外觀審美産生影響,而保險杠的維修成本又太高,那為什麼不把雷射雷達直接做内嵌處理?

事實上,但凡在車上你能想到的位置,車企基本都把專利都申請一個遍了。

汽車圈最強産品經理交鋒:雷射雷達裝在哪裡最合理?

比如,可伸縮式設計也逐漸被車企認可的方案之一,而這套方案其實是車頂安置雷射雷達的更新版,如路特斯 ELETRE采用了這套方案。

此前,理想汽車還申請了一項類似于可伸縮式雷射雷達元件的專利。

這項專利其實是在布局雷射雷達的同時還有一個驅動機構,它的驅動機構用于驅動雷達本體在第一位置和第二位置之間翻轉,類似于集度 SIMU Car 的方案。

簡單了解就是當雷達本體不需要使用時,驅動機構驅動設定于車頂外闆開口處的雷達本體進行翻轉,使雷達本體通過開口向下伸入至車頂外闆和車頂内闆限定的容納空間内。

另外還有一項申請過專利位置是:内置前擋風玻璃。

汽車圈最強産品經理交鋒:雷射雷達裝在哪裡最合理?

蘋果曾送出了一份關于車載雷射雷達裝置裝置的專利申請,其裝載位置與特斯拉的前置三目攝像頭采用的布局方式一樣,也是将雷射雷達安裝于車輛的擋風玻璃後面。

這種方案,無論是外觀造型、布局位置,還是維修成本,都是最優的解決方案,但就是關于玻璃造成的信号衰減問題一時半會無法解決。

相比于攝像頭,曲面結構的擋風玻璃會造成雷射雷達電磁波信号衰減,而且在《汽車安全玻璃》規定下的擋風玻璃透光率隻是不低于 70%,并不是符合雷射雷達需求的高透光玻璃,高透光玻璃的透光率要求達 90% 以上,這會帶來成本的增加。目前來說還具有較大的難度。

當然,在雷射雷達位置布局上還嘗試過内嵌前大燈的方案。

汽車圈最強産品經理交鋒:雷射雷達裝在哪裡最合理?

雷射雷達公司 Cepton 曾宣布與日本最大汽車照明燈公司 Koito 合作,前者将為後者提供定制的微型雷射雷達解決方案,将雷射雷達安裝車燈中。

雙方計劃從 ADAS 開始展開并将延伸到更進階的自動駕駛,第一階段合作成果将在今年對外公布。

夏一平也曾回複汽車之心:将來雷射雷達與車燈合為一體化、內建化肯定是一個趨勢。

汽車圈最強産品經理交鋒:雷射雷達裝在哪裡最合理?

目前來看,車載雷射雷達的裝載位置布局從車頂到内嵌前大燈一共是有六種解決方案,各自也有不同的利弊之處,取舍不一。

業内人士表示,雷射雷達安裝在哪裡并沒有唯一的答案,具體還是要結合客戶定義的自動駕駛功能場景來做最優的設計,量産是技術+工程化的雙重考驗。

智加科技首席科學家崔迪潇表示,裝在什麼位置,具體是看做什麼功能,如果是要做感覺,放在車前燈下方兩側位置更合适。如果是做定位,放在車前擋最上面會更好,放在最上面的雷射雷達會看得更高更遠。

「這是一個相對的概念,取決于算法的需求,例如感覺算法通常更關注路面上的動态交通參與者,某些定位算法更關注路面之外的建築物,兩類算法的要求可以通過雷射的不同安裝來分别滿足。」崔迪潇補充道。

那麼,既然雷射雷達的位置布局取決于不同算法的需求,裝載數量又是否隻有多此一舉呢?

02

一顆保底,四顆保平安?

作為本次圓桌論壇的第二個話題,李想的觀點是得益于車頂的優勢位置,單顆與雙顆沒有差別,甚至性能優于雙顆布局。

夏一平、何小鵬的觀點是越多越安全,而沈晖就比較中立,短期看成本、長期看技術。

汽車圈最強産品經理交鋒:雷射雷達裝在哪裡最合理?

這個話題其實一直以來都存在高度的争議,包括去年沙龍機甲龍官宣搭載 4 顆華為 96 線雷射雷達,一時間成為了市面上搭載雷射雷達最多的車型,相比單顆雷射雷達,且先不說綜合參數的碾壓,單純雷射雷達的數量已經讓機甲龍造勢了很長的一段時間。

實際上,雷射雷達的數量取決于需要滿足的感覺範圍和場景功能。

比如感覺範圍,混合固态雷射雷達的探測角度一般隻有 120°:

有車企認為這已經足以實作高階自動駕駛的功能;

有車企認為需要兩個 120°的疊加才能談及「安全」;

有車企認為四顆形成 360°才能夠實作高階自動駕駛。

至于場景功能,以城市、高速、泊車三大場景為例,可劃分為:

L2 已經能夠實作結構化道路、高速路上幫助人;

L3 的預想是結構化道路低速代替人、高速幫助人;

L4 則是在結構化道路全速自動駕駛。

在城區限定區域自動駕駛,三個級層同時還需要衍生無數的細化場景。

崔迪潇表示,因為雷射雷達自身的原理特性,是以導緻了它無法做到所有的功能。

那麼單個雷射雷達在使用過程中無法實作多個功能,隻有通過多個雷射雷達才可以把自動駕駛車輛需要的功能全部覆寫。這也就是為什麼高階的自動駕駛功能需要裝這麼多的雷射雷達,甚至有些堆了四個雷射雷達。

理論上,雷射雷達的數量越多,車輛的智能化程度越高,但實際車輛智能化程度與傳感器數量之間存在一個黃金平衡點,盲目的堆砌數量,忽略車輛本身的算力,帶來的或許如智能手機一樣過載而出現卡頓、當機等情況。

當然,雷射雷達的數量,無論如何都繞不開成本的考量。

汽車圈最強産品經理交鋒:雷射雷達裝在哪裡最合理?

随着近幾年的發展,現在國内的混合固态雷射雷達報價普遍壓至 8000 元以下,比如國内首款傳遞雷射雷達車型的小鵬 P5,售後更換标價為6916 元/顆,那麼兩顆的價格就已經是接近1.5 萬元了。

對于汽車而言,這個價格的配件是什麼概念?

豐田 CVT 變速箱在國内至今裝機量已經超過了千萬台級别,技術相當成熟,國内售後市場價鋼帶版的價格最低在 1.7 萬元左右。

而雷射雷達作為自動駕駛感覺層中的其中一個小分支,已經快追趕上傳統汽車三大件之一的價格了。

盡管消費者仍然願意為雷射雷達付出了巨大的成本,但每顆雷射雷達是否都能「物盡其用」,還是為了企業的營銷買單,至今仍是未知之數。

華為在 2020 年末研發的 96 線雷射雷達已經達到了年産 10 萬套/線的規模,未來計劃将成本降到200美元甚至是100美元,這個價格足以當作一個非常合理的參考價。

03

何時能夠真刀真槍地出來說話

目前來看,年内計劃傳遞搭載雷射雷達的車型包括蔚來 ET7、蔚來 ET5、極弧阿爾法 S HI 版、小鵬 G9 等等。

但這隻是傳遞的時間軸,并不意味着已經能夠享受到雷射雷達所對應的軟體服務。

汽車圈最強産品經理交鋒:雷射雷達裝在哪裡最合理?

以蔚小理為例,三者都遇到一個非常棘手的難題:

蔚來 ET7 搭載NAD 進階輔助駕駛系統,先開通輔助駕駛系統,後續在一些地區陸續開啟 NAD 服務;

理想 L9 搭載AD Max 進階輔助駕駛系統,相關功能依賴于行政審批,将在各個城市逐漸開啟;

小鵬 G9 搭載XPILOT 4.0 智能輔助駕駛系統,系統将會在 2023 年推出,并且在法規允許的前提下,在各個城市陸續開放。

據了解,各家最新的輔助駕駛軟體系統需與其對應的雷射雷達硬體适配,否則雷射雷達根本無法發揮作用。

換言之,硬體先上車了,軟體視情況而定。

三家頭部玩家尚且如此,智己 L7、威馬 M7、飛凡 R7、阿維塔 11、機甲龍、哪吒 S 等搭載雷射雷達的車型,一上市是否能立馬享受到對應的軟體服務還是未知數。

除此之外,即便最理想的時間是消費者在 2023 年能夠享受到雷射雷達帶來的産品體驗,但實際效果、日常維護背後仍然是一堆的現實問題。

汽車圈最強産品經理交鋒:雷射雷達裝在哪裡最合理?

業内人士表示,車企做雷射雷達硬體評估過程中還存在很多難點,不同車企的測試方法和測試名額存在很大的差異,得出的測試結論也有很大的差别。

很多雷射雷達企業剛上車的時候,點頻、精度、探測距離等各種參數堪稱完美,但雷射雷達常年在「風吹日曬,颠沛流離」的環境中工作,半年之後效果就大打折扣。

雷射雷達任何一個小環節的出錯都會影響整個自動駕駛系統的工作,而這也牽扯出雷射雷達的售後體系的問題。

以頭部新勢力玩家為例,這個問題目前産生了兩種回複:

沒有這方面的政策;

更換還是維修,看具體情況具體分析,沒有一個相對标準的流程。

換言之,這些車企對于雷射雷達的售後體系并沒有敲定一個标準可行的方案,包括質保期、定損、維修費用等等。

這也意味着現階段消費者為雷射雷達買單,換來的隻是為技術更新提前埋好硬體條件、以及便于車企資料收集,算法疊代。

如果說 2022 年是車載雷射雷達量産元年,那麼量産一詞指向的是車企,而不是消費者。

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