近期,小鵬P7i、理想L7、飛帆R7/F7等多款搭載激光雷達的新車型相繼上市;在工信部最新公布的新車名單中,還有小鵬G6、蔚來ET5旅行版、全新問界M5、騰勢N7、極狐阿爾法S6等,都將搭載激光雷達。
回想去年上半年,當激光雷達剛剛開始在量產車型上大規模應用時,業界對激光雷達的安裝位置產生了爭議。轉眼過去一年,國產搭載激光雷達的車型年交付量已突破10萬臺。同時,各公司采用的方案也逐漸固定下來,基本上分為兩大派,一派安裝在前擋風玻璃上方的車頂,一派安裝在汽車前保險杠或大燈下方。
在通用汽車近日公布的下一代Ultra Cruise自動駕駛系統中,概念圖顯示激光雷達將安裝在擋風玻璃內部,很可能在后視鏡的位置。雷達安裝在擋風玻璃后方將成為自動駕駛傳感器的量產解決方案,。
激光雷達安裝在擋風玻璃后面的最佳方案嗎?
從目前部分搭載激光雷達車型的車主反饋來看,現有的兩種主流方案其實各有比較突出的優缺點。比如蔚來ET7、理想L9等車型,激光雷達都放置在擋風玻璃上方。主要優點是視野更開闊,甚至可以識別對面車道的車輛。識別范圍非常大。同時,也存在一些缺點,比如在低速場景下,對一些低矮或較短的道路障礙物的識別可能存在盲區。
另一方面,由于車身突出,會對外觀的美觀和高速行駛風噪產生一定的影響。比如蔚來ET7的車頂在高速路況下會產生一些不可忽略的風噪。也有一些車主表示,在靜靜停車的情況下,激光雷達工作時能聽到一些細微的電機聲音。比如,蔚來上面的圖達通falcon采用旋轉鏡結構,運行時高速旋轉。如果隔音做得不好,噪音可能會傳到駕駛艙。
將激光雷達安裝在汽車前保險杠或大燈下方時,用戶最大的詬病就是碰擦概率高,維護成本高。在日常駕駛過程中,即使是輕微的碰撞也可能會損壞位于前保險杠上的激光雷達,這也是最容易發生碰撞的區域。此前,有車主曝光了更換小鵬P5激光雷達的費用。一顆激光雷達的價格高達9000元,傳感器標定等工序需要重新做,工時成本不是小數目。
當然,一般來說,在車頭兩側加裝激光雷達也有一定的實用優勢,比如對近距離低障礙物的識別更準確,對車頭識別的視野更廣等。
在損壞概率和識別范圍方面,安裝在擋風玻璃后方的激光雷達或許能夠平衡上述兩種方案的優缺點。首次安裝在車內,激光雷達受外力損壞的概率會更小;同時,與安裝在車頂的激光雷達相比,高度僅略低,視野損失不大;另外,激光雷達安裝在車外更容易被灰塵、泥土等阻擋,但安裝在擋風玻璃上后,可以及時使用雨刷清理污漬。
不過,也可以想象,激光雷達在擋風玻璃后面還會出現其他問題,包括電機噪音、散熱等,或許這些問題可以通過迭代激光雷達的技術路線來解決,比如使用純固態激光雷達。
實際應用問題,已有解決方案
如果通用 Ultra Cruise的激光雷達安裝位置真的那么好,之前車企為什么不嘗試使用呢?主要原因可能是前擋風玻璃的信號通過問題。汽車前擋風玻璃通常為夾層玻璃,包括外層玻璃板、熱塑性夾層和內層玻璃板。當多功能攝像頭或激光雷達安裝在內層玻璃板的內表面時,信號數據需要穿過外層玻璃板,熱塑性夾層和內層玻璃板才可以被多功能攝像頭或激光雷達接收,因為玻璃本體和熱塑性夾層(如PVB)都會吸收紅外線。對于905nm激光雷達、1550nm激光雷達和780-1200nm紅外攝像頭,傳統的夾層玻璃會阻礙激光雷達和紅外攝像頭的信號數據傳輸,從而影響激光雷達和紅外攝像頭的正常工作,實際適配效果并不好。
不過,這個問題似乎有解決辦法。近年來,福耀玻璃就開發了滿足激光雷達信號透過率要求的窗玻璃,其制備方法申請了多項專利。其中之一是優化激光雷達等傳感器位置的紅外通過率。下圖為車窗夾層玻璃示意圖。外玻璃板1選用超白浮法玻璃,對波長780~1650nm的紅外線的透過率大于或等于90%,使整體夾層玻璃對激光雷達或紅外攝像頭的信號數據具有90%以上的高透過率。
來源:國家專利檢索,公開號CN115519981A
內玻璃板2上至少開有一個安裝通孔23,安裝通孔23 內固定有紅外增透填充塊4。紅外增透填充塊4對780-1650nm波長紅外線的透過率與大于等于90%,最高可達96%以上。激光雷達和/或紅外攝像頭安裝在第四面,即圖22所示位置,并對準紅外線增透填充塊4設置,避免內玻璃板2阻礙激光雷達和紅外攝像頭的數據傳輸,可以提高激光雷達和紅外攝像頭的精度和探測范圍,可以保持可視區域的優良可視性和可加工性,大大減少玻璃彎曲過程中光學畸變和貼合度下降的問題。
不過這項技術能否量產還不得而知,但相信隨著市場需求的推進,在通用Ultra Cruise能夠大規模使用之后,這種激光雷達加裝方案或許也會得到更多汽車制造商的選擇。
審核編輯 :李倩
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原文標題:激光雷達安裝新方案,會否成為車企最佳選項 ?
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