成本:
車載激光雷達(dá)短期成長(zhǎng)確定性高,成本正在持續(xù)下探。收發(fā)模組占據(jù)激光雷達(dá)最主要的BOM成本,收發(fā)芯片格局和利潤(rùn)空間較優(yōu)。
技術(shù)路線:禾賽科技主雷達(dá)AT128采用“905nm Vcsel發(fā)射+一維轉(zhuǎn)鏡掃描+SiPM接收”——成本、性能、可靠性三者平衡做得較好*一維轉(zhuǎn)鏡能做到多少線取決于有多少個(gè)收發(fā)模組,因此集成難度很大,較難做出高線數(shù)產(chǎn)品
速騰聚創(chuàng)M系列采用“905nm EEL發(fā)射+MEMS掃描+SiPM接收”——較高性價(jià)比、易于量產(chǎn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、相對(duì)成熟的供應(yīng)鏈
圖達(dá)通Falcon采用“1550nm光纖激光器+二維轉(zhuǎn)鏡掃描+APD接收”——性能表現(xiàn)突出、成本&功耗偏高,上限取決于基于硅光芯片的FMCW路線進(jìn)展
特斯拉通過BEV、Transformer、柵格網(wǎng)絡(luò)等一系列新技術(shù),彌補(bǔ)因沒有搭載激光雷達(dá)而導(dǎo)致無法還原周圍3D場(chǎng)景的不足,縮小多傳感器方案間的感知差距。
BEV:
Bird‘s Eye View, 將攝像頭提取到的圖像信息輸入至神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以提取特征,再利用基于自注意力機(jī)制的Transformer算法將結(jié)果進(jìn)行拼接,最終形成俯視鳥瞰圖。將多個(gè)傳感器生成的特征轉(zhuǎn)換到統(tǒng)一的坐標(biāo)系下,再將其合并到一起,更貼近實(shí)際物理世界。
Transformer:
Transformer網(wǎng)格結(jié)構(gòu)借鑒人腦的注意力機(jī)制組成,處理大量信息是能夠只選擇一些關(guān)鍵信息進(jìn)行處理,以提升神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)效率。Transformer較傳統(tǒng)CNN模型飽和區(qū)間很大,因此更適宜于大規(guī)模數(shù)據(jù)訓(xùn)練的需求。
柵格網(wǎng)絡(luò):
Occupancy Network 在BEV基礎(chǔ)上添加Z軸,將BEV的2D柵格變?yōu)?D,實(shí)現(xiàn)3D空間重建
特征融合后,基于Deconvolution的解碼器會(huì)解碼出每個(gè)3D空間位置的占據(jù)情況(Occupancy),語(yǔ)義(Semantics)以及運(yùn)動(dòng)情況(Flow)
MEMS:
micro-electromechanical system微振鏡,對(duì)于振動(dòng)相對(duì)敏感,因此需要研發(fā)隔離振動(dòng)技術(shù)。核心結(jié)構(gòu)是尺寸很小的懸臂梁結(jié)構(gòu),通過驅(qū)動(dòng)扭桿使得MEMS微振鏡進(jìn)行振蕩扭轉(zhuǎn),從而對(duì)激光進(jìn)行反射,僅需要少量激光探測(cè)器即可完成高線束的掃描效果,因此體積較小、成本可控。
MEMS激光雷達(dá)想要提升性能可以考慮增大振鏡尺寸。但鏡面尺寸變大后,成本會(huì)明顯上升,且支撐振鏡的兩根扭桿也更加容易斷裂,因此需研發(fā)隔離振動(dòng)技術(shù)。
MEMS通常有電磁驅(qū)動(dòng)和靜電驅(qū)動(dòng)兩種方式,電磁驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力來自于電磁或永磁體(Magnet),需要有數(shù)十微米厚度的電磁線圈,封裝需要配置永磁鐵;而靜電驅(qū)動(dòng)則是利用帶電導(dǎo)體(電極板)間的靜電作用力。
靜電驅(qū)動(dòng)方式更成熟,封裝簡(jiǎn)單,體積小且功耗低,但電磁驅(qū)動(dòng)能夠?qū)冶哿旱膹?qiáng)度做得更高,以提升可靠性,同時(shí)實(shí)現(xiàn)更大的掃描角度。
采用1550nm波長(zhǎng),通過改變發(fā)射端而非掃描段也可提升激光雷達(dá)的性能,確保可靠性,但同時(shí),1550nm帶來的成本和功耗也會(huì)增加。
1550nm光源在人眼安全方面較905nm更有優(yōu)勢(shì),人眼可見光波長(zhǎng)范圍在380-780nm之間,1400nm以上的激光在到達(dá)人眼視網(wǎng)膜前就被眼球的透明部分吸收完,因此對(duì)人眼的傷害相對(duì)較小。也就意味著1550nm能夠在更高光源功率下運(yùn)行,從而實(shí)現(xiàn)更高的性能。且1550nm的光束發(fā)散角要小于905nm,發(fā)散角越小,光束照到遠(yuǎn)距離小物體時(shí)信息損失就越少,返回能量越大,探測(cè)效果更好。1550nm探測(cè)距離約250m,905nm約150-200m。對(duì)于相關(guān)應(yīng)用者來說,做好平衡更關(guān)鍵。
*1550nm“容易被水吸收”,在雨天探測(cè)效果會(huì)大打折扣,尤其是成片的水簾或水灘;同時(shí)高功耗帶來散熱、耗電等困難也需一并考慮。
二維轉(zhuǎn)鏡:
二維轉(zhuǎn)鏡指有一縱一橫兩面掃瞄鏡,橫軸的多邊形棱鏡能夠?qū)崿F(xiàn)光源的水平掃描,而縱軸的掃描振鏡則可以改變光源的垂直方向,通過兩面鏡子的旋轉(zhuǎn)配合,二維轉(zhuǎn)鏡僅需一束光源就能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)若干個(gè)光源才能實(shí)現(xiàn)的掃描效果。
EEL:邊發(fā)射激光器
VCSEL:垂直腔面發(fā)射激光器
激光發(fā)射器的選擇主要取決于激光雷達(dá)的掃描方案和測(cè)距原理。VCSEL具有成本低、集成度高的優(yōu)點(diǎn)。除激光雷達(dá)外,也可應(yīng)用于DMS駕駛員監(jiān)控?cái)z像頭。
PN結(jié):
為解決VCSEL發(fā)光面積大、導(dǎo)致光源能量密度低,可實(shí)現(xiàn)的有效距離偏近,VCSEL廠商研發(fā)多結(jié)技術(shù),即多個(gè)高摻雜隧道結(jié)(PN結(jié)),通過優(yōu)化控制隧道結(jié)摻雜,可降低電流通過的電阻,從而減少電子發(fā)射光子所需的驅(qū)動(dòng)電流,以實(shí)現(xiàn)更高的功率密度。量產(chǎn)產(chǎn)品的光功率密度約1200-1500W/mm2,對(duì)比EEL的光功率密度在萬級(jí)別,二者差距甚大。但目前可靠性多結(jié)后變差、散熱問題等尚未解決。
APD 雪崩光電二極管,SPAD單光子雪崩二極管,SiPM硅光電倍增管。SPAD是蓋革模式(即偏置電壓高于擊穿電壓)下的APD,具備單光子成像能力,而SiPM是硅基陣列模式的SPAD,由多個(gè)SPAD并聯(lián)組成。
與APD相比,SPAD/SiPM的主要優(yōu)勢(shì)在于更強(qiáng)的增益效果和更高的靈敏度,但面臨日光干擾的問題。
對(duì)比SPAD和SiPM,長(zhǎng)距激光雷達(dá)目前多使用SiPM,F(xiàn)lash補(bǔ)盲激光雷達(dá)則以SPAD為主。
Deconvolution:
反卷積,反濾波,逆卷積,去卷積
定義:反卷積(deconvolution)是指通過 計(jì)算 輸出和已知輸入 ,求 未知輸入的過程。
應(yīng)用1:圖像識(shí)別。應(yīng)用2:可以從一組模糊的光切圖像中提取出清晰的序列圖像。如--AutoQuant三維反卷積軟件。
corner case:
數(shù)據(jù)庫(kù)中未被標(biāo)注過的物體,如異形車、側(cè)翻的大卡車、掀開后備箱的車等,純視覺方案很難準(zhǔn)確識(shí)別。
其他一些知識(shí)點(diǎn)
SWC: software component
SOC: system on chip
Arxml:實(shí)質(zhì)是XML文件,一般通過autosar標(biāo)準(zhǔn)的XSD進(jìn)行約束,arxml是一個(gè)通用的配置/數(shù)據(jù)庫(kù)文件;ARXML可以包含service和signal的相關(guān)信息,以及E2E相關(guān)信息,若ARXML中定義了且完整體現(xiàn)了S2S轉(zhuǎn)發(fā)關(guān)系信息,則也可以通過解析ARXML(替換轉(zhuǎn)發(fā)關(guān)系表)的方式來實(shí)現(xiàn)S2S的測(cè)試。
XML文檔是樹狀結(jié)構(gòu);
第1行:XML聲明。必須放在第一行,第一列,聲明語(yǔ)句之前,不能有任何的空格和注釋。定義了XML版本和編碼信息。其中,版本永遠(yuǎn)都是1.0;編碼方式一般都使用UTF-8(該編碼支持中文標(biāo)簽),編碼信息不區(qū)分大小寫。
第2行:根元素,XML有且僅有一個(gè)根元素。元素由開始標(biāo)簽、元素內(nèi)容、結(jié)束標(biāo)簽組成,沒有被其它元素包圍的元素稱為根元素;
第3行:注釋的寫法:,但不能嵌套使用。
第4行:” id=;book_1’”表示屬性。屬性必有值,值必須使用引號(hào)(單引號(hào),雙引號(hào))。屬性其實(shí)是描述標(biāo)簽一些額外的信息,一個(gè)標(biāo)簽可以有多個(gè)屬性。可以將屬性看為元素的另一種寫法。
第5~7行:表示元素。
注意:XML中的標(biāo)簽區(qū)分大小寫,對(duì)應(yīng)的開始標(biāo)簽和結(jié)束標(biāo)簽必須大小寫一致。
標(biāo)簽命名:普通字符有:字母,數(shù)字,-中橫線,_下劃線,。點(diǎn)號(hào),數(shù)字不能作為首字母出現(xiàn)等。大段內(nèi)容有許多特殊符號(hào)內(nèi)容,使用轉(zhuǎn)義,如下的例子:了看可是ljlkdjlsjd lsksj lsjdlks d]]》
XML中的標(biāo)簽是成對(duì)的,而且要正確嵌套:標(biāo)簽可以嵌套,但不可以交叉嵌套。
實(shí)際的項(xiàng)目當(dāng)中,第4~8行這部分經(jīng)常是重復(fù)的。
特殊符號(hào)使用符號(hào)實(shí)體:
單引號(hào):用'表示
雙引號(hào):用“表示
空格:用 表示
&符號(hào):用&表示
》符號(hào):用》表示
《符號(hào):用《表示
SOA:
Service-Oriented Architecture,面向服務(wù)的架構(gòu)
S2S:
Services(基于以太網(wǎng)的服務(wù))ToSignal(基于信號(hào))
用于測(cè)試開發(fā)的輸入文件應(yīng)該包含三類信息:
1)S2S需求規(guī)范;
2)Service、Signal、E2E相關(guān)信息(ARXML中包含,或提供同樣包含相關(guān)信息的其它類型的數(shù)據(jù)庫(kù)文件)
3)S2S轉(zhuǎn)發(fā)關(guān)系表
4)其他輸入(可有,需求規(guī)范中設(shè)計(jì)的如SecOC等需求對(duì)應(yīng)的輸入物)
-基于AutoSar, S2S有兩種部署方案,一個(gè)是在CP,一個(gè)在AP
CP:
1)可在信號(hào)和服務(wù)端分別配置相同或者不同的E2E配置
2)E2E不正確的不被轉(zhuǎn)發(fā)
3)優(yōu)點(diǎn):信號(hào)路徑很短
4)缺點(diǎn):需要SomeIP協(xié)議棧
AP:
1)可在信號(hào)和服務(wù)端配置相同或不同的E2E配置
2) E2E不正確的在另一端反饋E2E錯(cuò)誤
3)優(yōu)點(diǎn):有現(xiàn)成AutoSAR方案,無需SomeIP協(xié)議棧
4)缺點(diǎn):信號(hào)路徑過長(zhǎng),需用IPC縮短A核和M核通信路徑
SOME/IP:
Scalable service-Oriented Middleware over IP,是目前汽車行業(yè)實(shí)現(xiàn)SOA架構(gòu)最核心的通信協(xié)議。SOME/IP協(xié)議以服務(wù)為單位管理整車信息,服務(wù)可以包含各種可調(diào)用方法(Method)和事件通知組(EventGroup),通過Service Interface將信息進(jìn)行傳遞共享,按需分配服務(wù)。
SOME/IP位于OSI七層模型的5-7層,需要運(yùn)行TCP/IP協(xié)議棧之上,即所有的SOME/IP報(bào)文都是IP報(bào)文,都是TCP/UDP報(bào)文。
SOME/IP 主要可以提供以下功能:
① 數(shù)據(jù)序列化與反序列化(Serialization/Deserialization):服務(wù)通信數(shù)據(jù)與二進(jìn)制數(shù)據(jù)流之間的雙向轉(zhuǎn)換;
② 可用服務(wù)發(fā)現(xiàn)(SD):管理服務(wù)狀態(tài),發(fā)現(xiàn)和提供服務(wù),動(dòng)態(tài)配置 SOME/IP 報(bào)文發(fā)送;
③ 服務(wù)發(fā)布與訂閱(Publish/Subscribe):管理服務(wù)的發(fā)布與訂閱關(guān)系;
④ 遠(yuǎn)程服務(wù)調(diào)用(RPC):實(shí)現(xiàn)控制器(Client)使用網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其他控制器(Server)提供的服務(wù)。
編輯:黃飛
評(píng)論