“法雷奥中国顾剑民：自动驾驶所需的车规级激光雷达及感知融合”

9月28日-29日，“中国车谷2021智能车产业创新论坛”隆重举行。 本次论坛由武汉经济技术开发区和东风汽车集团有限企业共同主办，武汉市智能车产业创新联盟和盖西汽车共同主办，主要围绕智能车创新快速发展的主题展开，包括人机驾驶、地图定位、人工智能和芯片、仿真 以下是法雷奥中国首席执行官顾剑民博士的发言:

谢谢周先生的介绍。 我很高兴今天有机会和大家分享。 其实激光雷达的话题也非常多，刚才两个朋友分享了很多激光雷达的进展。 为什么这么说呢，因为从今年后半年到明年，搭载激光雷达的车将大量生产，所以在国内也备受关注。 作为领域内第一个批量生产车规级激光雷达的法雷奥，我们有一点经验或者有点小漏洞，分享给大家。

法雷奥作为汽车零部件供应商是上市公司，可以看到很多公开数据。 有个数据是12%，我们去年把我们销售额的12%重新投入了研发。 众所周知，这个数字在汽车领域相当高。 为什么要进行这么大的投资，我认为汽车领域正在经历这三个技术变革。 也可以说是革命。 其中之一是自动驾驶。 今天我们来谈谈激光雷达相关的智能网络的自动驾驶。 这就是为什么法雷奥花了那么大的成本研制和投入自动驾驶的激光雷达的原因。

里奥在领域里第一次，也就是30年前的1991年开始超声波传感器和停车辅助，到现在已经30年了。 在世界市场上，几乎4辆新车中就有1辆是搭载火炬的技术产品。 从超声波传感器到照相机、毫米波雷达、激光雷达，也有领域内最全面的传感器组合，可以为顾客提供批量生产的车规级产品。 所以，我们在全球范围内，北美、南美、欧洲、亚太最重要的是中国，拥有生产基地和研发中心。 在这30年间，我们总共交付了10亿多个传感器、各种各样的传感器。 这也是一个非常惊人的数字。

回到刚才说的激光雷达，其实有两种。 我们用不同的颜色来区分。 一个是远距离或长距离的激光雷达，另一个是近距离，视角相对较大，探测距离比较近。 关于这两种激光雷达，其实可以将其组合起来，应用于不同的场景。 我这里摆满了私家车、无人卡车、无人出租车和无人物流车。 当然也有矿山和港口，细分市场很多，但这只是几大类别。 正如您所看到的，根据APP场景和自动驾驶水平的不同，级别也从l2—l3—l4开始不同。 我们是两种激光雷达不同配置的组合，可以满足大多数移动行业的诉求。 例如，我们的私人汽车如果是l3、l4级的话，可以使用远距离或长距离的激光雷达配置在前方和后方，但使用近距离的激光雷达配置在前方，主要是为了低速和重启，也就是为了横向、环视的激光 所以，大多数场景的诉求都会变得cover。

今天引用曲线。 这是一条非常有名的加德纳曲线，关于对新技术的期望值和时间的关系。 通常，新技术的出现，对该技术的期望值非常高，激光雷达可能已经过了该峰值时间。 车用激光雷达，大致位置是第一个高峰以后的山谷，这是年的位置。 2021年，可以看到，实际上是在向上缓慢增长。 因为今年或者明年，搭载批量生产的激光雷达的车型很多。 这里有很多理由。 最初对激光雷达的期待比很高，但由于自动驾驶问题的多样性和复杂性超出想象、激光雷达的实际能力的限制、量产车的限制级激光雷达的各种挑战等各种因素形成了这种形状，所以这就是加德纳曲线

如果看激光雷达，为什么批量生产和车规水平的批量生产这么有挑战性，这么难呢？ 有很多因素。 从基本要求到性能的定义、传感器的设计，从软件工程、开发过程、系统验证、制造批量生产，这其中有很多不同的因素。 不能一一列举。 但是，正如您所看到的，这些要素都是潜在的漏洞、或潜在的挑战，需要通过严格的标准化来真正应对车规等级的挑战。

例如，软件工程。 因为激光雷达不仅仅是硬件。 我们提供的激光雷达是搭载软件算法的产品，既提供点云，也提供障碍物的识别。 这里有很多。 包括我们传感器的控制在内，什么状态下需要关闭激光雷达？ 让我举一个最简单的例子。 如果雷达表面有积雪，在美国东部偶尔遇到这种情况，激光雷达必须自动关闭。 这些都是自动评价和控制，维护功能、标定、点云和目标识别也与软件有关。

更重要的是系统验证、测试验证。 在开发过程中，这是一项重要的工作。 需要虚拟测试，软硬件环，实验室测试，考场测试。 我们在欧洲特别租了机场，其实是空的空军基地，进行激光雷达测试，比如探测距离的测试。 也有现实世界的测试。 例如，我们和整车公司的顾客在一起的测试。 也有世界四季的测试。 我们不能只是在明亮的环境中自动驾驶。 根据环境温度、湿度、天气进行测试。 所以，所有这些都给我们带来了汽车应用的挑战，因为汽车的规级。

最后，法雷奥作为汽车零部件的供应商，我们带来的车规级产品和技术有什么特点？ 首先是可靠的产品，需要在各种环境条件下，能够正常采用。 另外，通常我们需要在汽车寿命期间或者几个小时以内，正常工作。 像我们这样的一部分顾客通常不需要测试车，几天后也许可以维修。 但是，私家车不能要求我们的最终用户每天进行维护。 也有激光雷达的可靠性，至少需要维持和车的其他重型零件相同的标准。 另外，他也是一个值得信赖的团队。 法雷奥在欧洲、中国、美国都有与激光雷达相关的开发、测试团队，所以我们提供了这样稳定和胜任的基础，人的因素是最重要的。 可靠的生产，因为大规模生产，我们现在不是几十个、几百个、甚至几千个激光雷达，而是几万到十几万个数量级，说的是如何保证质量的一致性，稳定大规模生产。

激光雷达刚出现的时候，几年前一些激光雷达朋友的价格大概是几万美元，相当于几十万人民币。 这种激光雷达的价格是普通私家车和普通轿车所不能接受的。 所以，我们必须有可靠的价格来支持大规模生产。 支持激光雷达进入千家万户，供我们普通客户采用。

作为业界第一家量产车规级激光雷达的公司，我们于去年11月在新奥迪a8上搭载了第一台，也就是我们scala的第一代车规级雷达。 如你所见，中间是激光雷达的样子，布置在奥迪a8车头发动机的进气格栅下。 当时美国有最佳供应商的技术奖——汽车信息奖。 这也是第三方对我们激光雷达的肯定。 除了a8之外，还有a6、a7、q7、q8，还搭载了这款scala第一代激光雷达。 其他的位置移动到了右上，最大的理由是也搭载了毫米波雷达，所以整体配置对称，造型上可能有点漂亮。 但是，激光雷达是同一类型的，没有变化。

这里简单介绍一下车规级量产的历史。 我们的第一代激光雷达搭载在奥迪a8上。 正式的研究开发是从去年开始的。 这个过程非常不容易。 年开始小规模试制，已经是车规级，到年正式在德国工厂批量生产。 这除了前面提到的车规级的各种开发验证挑战外，其实对我们来说，作为汽车零部件供应商，第一次需要以微米级的精度工作，进行光学路径的定位。 我们都知道汽车车身和底盘是毫米级精度要求。 但是，对于光学路径，对于这种电子部件，需要达到微米级。 这是前所未有的挑战。

最后，他认为，要制造量产的私家车搭载的激光雷达，所需单价控制在1000欧元以内，而且远远低于1000欧元。 截至今天，从年批量生产到今天，我们生产并交付了13万多枚第一代scala激光雷达。 这个订单是大规模生产所需的支持。 这里面还有几个要求，我想这也和我们的车规水平有关。 首先，激光雷达的体积和形状必须能够很容易地与车身一体化。 也就是说，不能像花瓶一样。 因为私家车有形状，所以无法配置在奇怪的位置，与形状不协调。 虽然也有刚才所述的微米级精度，但也必须能够承受振动和冲击，包括高低温的冲击和机械的振动和冲击，激光雷达必须能够保证长时间的耐久可靠性。 最后，在不同的气候环境下，在不同的温度和湿度下，可以保证感知功能。 所以激光雷达的前盖有自动加温除霜功能和可选的传感器清洗功能。

我们来看一下视频，如何确保激光雷达的清洗功能。 这里通过可伸缩的喷头，向激光雷达表面喷洒清洗液，以确保激光雷达的清洁。 这样的装置是完全自动化的。 也就是说，激光雷达自己有算法，评估什么时候需要清洗。 就像前灯清洗系统一样，我们必须由司机自己控制。 不需要这个。 完全是自动控制。 包括第一代激光雷达在内的这套自动驾驶系统，我们在去年的巴黎车展上进行了展示。 这是一辆技术样车，在巴黎市区进行了城市道路状况下的l4自动驾驶展示。 可以看出，当时这种技术样车的传感器配置情况也是多传感器的融合。 有4个环视摄像头，1个前视摄像头，4个毫米波角雷达，12个超声波传感器，8个激光雷达。 这是年的技术养车，我们之后经过不断的优化，传感器的数量其实有增减，可以进一步优化。

多传感器融合，正如刚才沈博士也介绍的那样，确实给我们带来了很多特点和利益，也是一个挑战。 由于多传感器不仅要在毫米波雷达与激光雷达的融合等不同类型的传感器之间融合，实际上也要在激光雷达内部之间融合，因此存在很多挑战。 例如，我们刚才说的融合来自车身周边许多scala所覆盖的数据。 多方面融合，涉及到许多有待处理的问题。 例如，时间同步、运动补偿、多传感器标定、定位、视角相互标定和补偿，由于时间原因就不具体展开了。

现在到了2021年，法雷奥提供的激光雷达产品是什么样的呢？ 我来介绍一下。 我们已经开发了第二代scala激光雷达。 那个今年正式进入批量生产。 对车的探测距离为200米左右，水平视角为133度，可以提供25hz的帧率。 我认为要真正实现自动驾驶，特别是高速公路上的自动驾驶，至少需要20hz的帧率。 市场上的激光雷达都认为只有10hz，不够用。 所以这是用于前方和后方探测的长距离的第二代scala雷达。 我们还提供另一种叫做近距离或近距离激光雷达，nfl的东西。 与scala相比，其探测距离比较近，30米左右，可以基于固体的flash技术，建立我们所需的环视、侧方探测功能。 优点是视角比较大，体积重量非常轻，像名片夹一样，25hz的帧频也是可能的。 给出的价格范围是，scala第二代量产时，我们向整车公司提供的单价远远低于900欧元，不仅远远低于我刚才说的1000欧元。 nfl近场激光雷达可以达到低于200欧元的量产价格。 这是两个正在量产或者nfl接近量产的阶段。 我们除了为整车顾客提供批量生产的激光雷达外，还提供第三个，移动套件。 什么意思？ 也就是说，很多初创企业和大学的研究机构需要一些激光雷达，量很小。 但是，需要可以即插即用且方便的传感器，不需要花很多时间进行校准。 提供这个传感器套件，即插即用，配置灵活。 现在，不仅是激光雷达，照相机和超声波传感器也作为套件提供。 这些套件都是车规格级别的产品，形式上和刚才说的量产激光雷达一模一样。 只是提供原始数据输出和开放的接口，方便配置，不需要很多时间的开发和重新配置，非常灵活。 就像我们在自己家里搭积木一样，你买了移动工具包后，可以在短时间内通过即插即用完成自动驾驶的感知功能。

目前，这三种激光雷达全部提供。 长距离的、短距离的或灵活的套件形式。 我们量产的激光雷达客户有奥迪，今年的奔驰和本田。 下面是几个其他的顾客。

我们可以在不同的行业，通过刚才介绍的长距离的scala冷凝管，或者nfl近场雷达，配置不同的智能移动诉求。 无论是私家车、无人卡车，还是无人出租车、无人物流车，不同的配置、长距离和近距离的雷达组合，都能满足大部分移动旅客的传感器诉求。 它比较灵活，是不同种类和数量的激光雷达的组合，能够满足大家的诉求。

总的来说，我们是因为时间到了。 首先，我反复强调的是，车的规则水平很重要。 众所周知，原因是车辆在道路上行驶，最重要的因素是安全。 如果没有安全，别的就不谈了，所以车规水平的质量是任何自动驾驶APP前提的关键。 车的规级不容易，实现不容易，需要在研发和工业化过程中长久的经验积累。 你可能会认为我开发激光雷达就行了，但是在工业化的生产过程中，很快就会发现很多漏洞需要一个一个地被填补、跨越、绕过。 这需要经验的积累，告诉我们该怎么办。 我们说领域内首次量产的真正的车规级激光雷达是法雷奥提供的，是年量产的scala第一代激光雷达。 目前，通过我们的第二代激光雷达，再结合刚才提到的近场激光雷达和移动套件的激光雷达，我们可以给出不同移动行业的重要诉求，通过一系列灵活的组合提供激光雷达的感知功能。

最后感谢您的静听。 谢谢你。