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像Waymo一样奔跑!全新升级RS-Fusion-P5来袭

速腾聚创 RoboSense 2022-04-26

△ Waymo自动驾驶,图片来源: eenewspower


有个比喻,称自动驾驶的格局就像“一个人在领跑,一群人在追赶”。Waymo,就是那个领跑者。


有个说法,Waymo领跑,是全方位的。除了软件系统,硬件领先也体现得淋漓尽致:自研的激光雷达组合功能强大,在感知层甩开竞争对手一条街。“感知—决策—控制”,在感知的起跑线上,Waymo就开始领先。



领先的Waymo激光雷达环境感知方案


Waymo的技术架构,一直是业内极其关注的方向;2019年,Waymo在开启RoboTaxi运营前夕放出新的宣传片,并开放部分开源数据,Waymo的激光雷达方案开始露出“庐山真面目”。


△ Waymo自动驾驶方案,图片来源: researchgate


● 主雷达性能爆表,分辨率更高,测距更远

激光雷达被称为自动驾驶的“眼睛”。为了给飞驰的RoboTaxi留出足够的反应时间,“提前感知”尤为重要。提前感知,既要“看到”,也要“看清楚”。这对激光雷达分别提了两个要求:足够远的测距距离,与够高的垂直分辨率。


Waymo公开资料称,车辆主激光雷达可以探测到“2个足球场以外的钢盔”,国际标准足球场长度是长度100-110米(109--120码),宽度64-75米(70-82码),从Waymo的描述,推测这颗主雷达性能:


探测距离大于200米@10%,线数在100线以上,在有限的垂直角度下形成超高的垂直角分辨率,性能水平远远领先市面大量使用的激光雷达。


●  组合型,近乎无死角探测


2019年3月,Waymo宣布将开始向其他公司销售其无人驾驶定制激光雷达产品honeycomb。前提是,购买者不能与Waymo的核心业务RoboTaxi(自动驾驶出租车)存在竞争关系。


这颗嵌入式的补盲型激光雷达提供95°的视角,嵌入车身前后左右,与性能爆表的主雷达相互呼应,为RoboTaxi提供几乎无死角的感知能力。


△ Waymo的激光雷达组合方案,图片来源: dataio


Waymo的自动驾驶激光雷达组合方案:顶置1颗性能爆表的长距离激光雷达,前后左右4颗honeycomb近距离补盲激光雷达,从近到远,实现激光雷达三维感知的全方位覆盖。



更安全,更高效

激动人心的 RS-Fusion-P5 


2019年4月,上海汽车展,RoboSense(速腾聚创)推出了两款令人兴奋的产品:应用于Robotaxi的128线长距激光雷达RS-Ruby与近距补盲激光雷达RS-Bpearl。


经过半年多的转换与整合,在RS-Fusion-P3基础上,我们非常开心宣布推出RS-Fusion-P5:一个更领先,更完整的RoboTaxi激光雷达解决方案。


△RS-Fusion-P5方案实测点云图,从近到远,感知区域全方位无死角覆盖 



●  感知区域全方位无死角覆盖

△ RS-Fusion-P5方案,1颗RS-Ruby + 4颗RS-BPearl


RS-Fusion-P5将RS-Ruby部署于车辆顶部,获得半径超过200米的感知范围。由于顶置安装方式的特点,即使Ruby的垂直FOV达到极优的-25°~+15°,在车身四周近场区域也依然会产生一个小范围的视场盲区。


在P5方案中,我们将4颗RS-BPearl侧向嵌入车辆四周,每一个BPearl都将形成相对于车辆视角的半球视场空间,对Ruby探测不到的区域进行全方位的扫描。


通过更高效合理的激光雷达产品组合,RS-Fusion-P5,在车辆行驶路径上,实现真正的感知区域全方位无死角覆盖。


△RS-Fusion-P5方案感知范围覆盖示意


△RS-Fusion-P5方案实测点云,近场障碍物探测能力


△RS-Fusion-P5方案实测点云视频,从近到远,实现激光雷达三维感知的全方位覆盖


●  赋能L4级自动驾驶全栈式感知能力

P5方案将1颗Ruby与4颗BPearl的点云实时融合,每秒输出超460万个扫描点,环境信息极其丰富,通过先进的感知软件,车辆可以准确识别全方位的障碍物。


同时,P5方案提供多传感器融合同步和融合接口,让障碍物感知和车辆自定位轻而易举。


△实测点云和图像数据融合



更远、更清晰

P5方案的旗舰级主激光雷达:RS-Ruby


△RS-Ruby看得更远、更清:200m 10%测距 + 0.1°垂直分辨率


   趋于像素级的垂直分辨率:0.1°

得益于独特的光学设计,Ruby的垂直分辨率突破极限,实现100多个激光通道在0.1°垂直间距下,不串扰、不失真。


我们特殊的技术处理,使得Ruby激光光斑的发散角足够小,保证在200m远处两个相邻光斑能量集中区域合理匹配,准确检测障碍物。



迄今为止,在全球所有公开的机械式激光雷达中,0.1°是最高的垂直角分辨率。RS-Ruby以近乎像素级的扫描,真实还原物体轮廓。


行驶当中的车辆不总是平稳的,在前/后排单方乘载重物或者遇上颠簸道路的时候,车身必然会出现倾斜,激光雷达的扫描方向也会随之倾斜,导致高分辨率区域偏离正前方,有效感知范围受到影响。


△RS-Ruby中间区域100多个0.1°分辨率通道分布示意


我们将100多个0.1°分辨率的通道精准地排布在RS-Ruby垂直视场角中间-6.39°~ +3.81°区域,可以确保车辆姿势变化3°以内的情况下正前方的感知范围不受影响。


●  200m 10%测距 + 0.1°垂直分辨率

对于多线激光雷达,抛开垂直分辨率谈测距能力毫无意义。一台垂直分辨率是0.33°测距能力为200m 10%的激光雷达,相邻两通道扫描到150m处的目标时,垂直间隔大于0.86m,此使对于普通轿车尾部最多只能扫描到2个通道。可能因为后挡风玻璃的影响,最终只扫描到1个通道,此时即难以有效分类障碍物。自动驾驶对于激光雷达的需求是环境感知,感知软件要的是“远距离成像”而不只是“测距远”。



同样的,垂直分辨率高但是测距能力弱也是鸡肋。一台垂直分辨率为0.1°测距能力40m 10%的激光雷达,当一辆黑车在40m处时,由于测距能力受限会导致物体表面大面积区域无法探测,导致感知缺陷。



垂直分辨率0.1°,再配上测距200m 10%的能力,Ruby爆发出真正的 200m障碍物感知能力。


在RS-Ruby实测数据中,200米外的汽车和180外的行人清晰可见


△同一辆巴士的背影,在RS-Ruby实测数据中,从10米到200米的样子


△同一个行人,在RS-Ruby实测数据中

从10米到180米的样子



●   赋予识别“材质和颜色”能力的反射强度信息


激光雷达输出的反射强度被广泛用于道路标识提取(区分度)和定位(一致性&区分度),这两方面的应用,同时要求对目标反射率识别的区分度和一致性表现优秀。市面上大多数激光雷达为了保持扫到一面墙的视觉效果,通过后处理的方式将不同通道输出的反射强度信息一致性做得很出色,但这样往往会牺牲了对不同反射率物体的区分度,降低识别能力。


△RS-Ruby点云绘制的车道线清晰可见


得益于硬件与信号处理方面的技术积累,RS-Ruby通道一致性获得巨大提升,并实现反射强度的准确可靠输出,达到一致性和区分度的最佳匹配。


△RS-Ruby实测点云,墙上候鸟的图案清晰可见


●   完全抗干扰:抗多雷达对射干扰 + 抗强光干扰

RS-Ruby通过特殊的加密技术,过滤干扰信号,实现抗雷达对射干扰,同时,无惧最强烈的太阳光直射干扰。


△抗雷达对射干扰实测,左边没有抗干扰能力的16线激光雷达,右边具备抗干扰能力的RS-Ruby 128线激光雷达



RS-BPearl

无死角的近距离补盲激光雷达


△近距离补盲激光雷达 RS-BPearl实测,通过隧道


●  半球形视场范围:90°*360°

P5方案中的RS-BPearl,拥有90° * 360°的半球形视场覆盖。

 

布置于车辆四周的BPearl,可以捕捉近场地面区域的每一个细节,同时,精准探测桥洞、涵洞等特殊场景的高度信息,帮助自动驾驶车辆准确判断可通过性,提高行驶安全性。


△BPearl实测点云:地面减速带细节


△BPearl实测点云:通过桥底


●  最小探测距离:小于5厘米

目前激光雷达最小测距一般为20cm~50cm之间,也就是说,即使将其强行安装于车辆周边,也无法保证对近距离障碍物的探测。


作为一款近距离补盲激光雷达,RS-BPearl的最小探测距离缩小到5cm以内,有效探测的近场信息,有效解决通过狭窄车道、宠物贴近车身、密集车流并行等Corner Case。


△5厘米大约是Shift键的长度


△BPearl实测点云:车身旁边的雪糕筒


△BPearl实测点云:旁边驶过的车



开放订购

与行业伙伴强强组合,携手共进 


RoboSense希望通过更高效的激光雷达组合,联手行业合作伙伴推进自动驾驶落地。


目前,P5已经开放订购,欢迎联系RoboSense客户经理获取更多的产品信息与免费的路测样本数据。




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RoboSense (速腾聚创) 


RoboSense是全球领先的激光雷达(LiDAR)环境感知解决方案提供商。公司创立于2014年,总部位于深圳,在北京、上海、德国和美国设有分支机构。核心研发团队来源于全球顶尖高校与国际一流科技企业。围绕激光雷达(LiDAR)环境感知方案的主航道,在芯片、LiDAR传感器、感知软件等多个核心技术领域长时间创新与沉淀。以市场为导向,为客户提供不同组合的智能环境感知激光雷达系统。


目前,RoboSense核心产品包括MEMS固态LiDAR系统技术解决方案、机械式系列LiDAR系统技术解决方案。客户已覆盖全球各大自动驾驶科技公司、车企、一级供应商等,相关技术广泛应用于自动驾驶物流车、巴士、乘用车等多种场景之中。RoboSense用前沿的LiDAR系统,与您一起守护自动驾驶的安全。


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