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车路协同“浪潮”下,激光雷达的“新认知”
2020.06.
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报道来源:高工智能汽车



过去数年时间,投资于自动驾驶的公司已经在道路上测试车载传感器套件,包括激光雷达、毫米波雷达、摄像头等,但这些系统仍然存在感知局限,特别是在视野遮挡等复杂状况下,如何精准跟踪和预测动态目标物,依然是个难题。


实际上,从整个车辆行驶安全的发展来看,可以划分为两个阶段。1.0时代,是基于车端传感器、域控制器、执行机构,配合相应的算法来实现主动安全。这也是到目前为止,主流汽车制造商在量产新车上采用的技术方案。


进入2.0时代,借助车路协同来增强行车安全和效率。4G和即将到到来的5G,让车与路的信息交流更快更高效。除了基础通讯技术的保障,路侧加装的智能化传感器,开始为车端提供感知补充。


实际上,除了用于传统交通流监测的摄像头和毫米波雷达,近年来,激光雷达在车路协同感知组件中起到的作用,也在逐步被行业发现和认可。


路侧感知,激光雷达的新市场


车路协同把部分感知能力从车端转移到了交通基础设施上,路侧传感器通过5G和其他通信方式,为车辆提供环境信息。理论在向实践一步步推进,激光雷达开始在路侧发挥自己的作用。


不同于车端应用,路侧激光雷达可以提供“上帝视角”的感知。


受限于安装位置以及单个传感器的感知范围,仅在车端安装激光雷达会存在感知局限。路侧部署多激光雷达可以获得超视距的感知,加速车路协同和自动驾驶安全落地。


典型的例子是自动驾驶十字路口左转过程中,遇到对向车道自行车直行,并且该自行车不在车辆传感器范围内。


另一个场景是直道行驶,自动驾驶小车跟随大车时,小车由于遮挡无法感知大车前方路况,在大车紧急制动和变道超车时均存在安全风险。


上述两种情况和行车安全强相关,路侧激光雷达都能提供很好的感知补充。


并且,路侧集约式地布置激光雷达,可以一定程度上降低车端传感器的成本压力。而车端和路端协同感知,可以帮助交通管理者整体调度区域交通流,实现更加高效、环保的出行体验。


△橙色部分为亮道智能路侧感知融合系统


针对车路协同,亮道智能赋能激光雷达硬件厂商,打造了一套基于激光雷达的路侧感知融合系统,此方案还可服务于自动驾驶测试验证、交通预警、交通监控与管理等领域,加速智能网联汽车和智能交通的商业化应用。


该系统的核心优势,是亮道智能自主开发的激光雷达感知和融合算法。

目前,通用化的路侧激光雷达目标追踪识别实时算法已经完成开发,可以:

(1)识别和区分乘用车、卡车、货车/公交车、摩托车、行人、自行车等动态目标;

(2)持续输出动态目标物的位置方向、速度、加速度、转向角、物体间时距 / 间距等参数。

 

△亮道智能激光雷达+视觉融合后处理算法


亮道智能的多激光雷达点云前融合算法开发也已完成,多台激光雷达巧妙布设,能够很好解决激光雷达“灯下黑”的视角盲区问题。此外,亮道智能的激光雷达与视觉融合的算法也在开发中。



△亮道智能多点激光雷达点云前融合算法展示

 

从车端到路端
激光雷达不可替代的优势

和摄像头、测速雷达等传统路侧监控设备相比,激光雷达有着不可替代的优势。

激光雷达更擅长远距离探测(最远探测距离可达200米以上),可以提供环境的3D空间数据(包含深度信息)。因此,路侧激光雷达作为安全冗余的一部分,通过与其他传感器进行数据融合,提高整体系统的准确度和安全性。

当然,从车端到路端,激光雷达的相关要求并没有降低。智能交通系统对激光雷达的路侧应用提出了新的要求。

在性能上,路端要求激光雷达具备更大的感知范围和分辨率。比如在高速公路场景,路侧激光雷达要具备对远处小物体精准检测的能力,这样才能为车辆决策判断预留更多的时间。

在可靠性上,要满足7×24×365不同天气光照条件下都能可靠工作。比如,在车路协同的路侧解决方案中,激光雷达需要长期在路面振动和雨天的环境中工作,这就对激光雷达的防振和防水功能提出了较高的要求。

因此,针对不同的路侧应用场景,设计灵活性更高的产品也成为必要需求。


亮道智能赋能激光雷达硬件厂商,目前也正在与业界前沿的激光雷达硬件企业开展积极合作,选用的激光雷达充分考虑了上述需求,探测距离达到了 200m 以上,防水等级达到 IP68 和 IP69K,在可靠性表现上更适合路侧应用。


路侧感知系统服务测试验证
为智能网联测试区提供新的服务增长点
 
除了在路侧提供感知解决方案,亮道智能也是一家新型自动驾驶智能化测评服务提供商,为客户提供量产开发阶段的环境感知系统测试验证。

对亮道智能来说,在路侧部署激光雷达,除了赋能路侧感知,也是对其自动驾驶测试验证能力的补充。

亮道智能在做车端感知能力测试验证时,一项核心工作是标注激光雷达等传感器采集的数据,获得测评参考的真值。

 

为此,该公司自主研发了自动化标注、自动化场景提取等工具。背后的核心积累是亮道智能自主开发的激光雷达算法、多激光雷达点云前融合算法,以及对测试验证场景的理解和数据挖掘能力。

在路侧部署激光雷达之后,可以从另一个视角获取真值,服务于测试验证的需要。亮道智能在车端测试验证积累的工具和经验,也都可以复用到路侧应用开发中来。

目前,亮道智能也在与各地智能网联测试区积极探讨路侧感知真值系统搭建的方案,使得车路协同的布设能够同时服务于自动驾驶功能的测试验证。

△亮道智能路侧环境感知测评方案


除了测试验证,亮道智能也在倾听客户需求,开发交通控制和智慧道路的相关应用。

智能化路侧感知设备需要补足的一项能力,就是精准探测和定位交通参与者,获得高精度的轨迹信息。亮道智能正在开发交通流统计、重要交通事件获取、高精度地图更新等应用。这些都是离不开公司在数据处理、分析和挖掘等领域的长期积累。

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