激光雷達(dá)技術(shù)分享發(fā)言稿

激光雷達(dá)技術(shù)分享發(fā)言稿大家下午好，剛才的演講非常精彩，我也學(xué)到了不少新知識(shí)。先來解釋一下演講的主題，的講話是高屋建瓴，我的演講是反過來，是從一個(gè)很細(xì)節(jié)的技術(shù)入手，我解釋一下原因，就是我當(dāng)時(shí)準(zhǔn)備演講內(nèi)容的時(shí)候，翻了2018年的時(shí)候SAE的活動(dòng)，當(dāng)時(shí)做了一個(gè)演講是梳理了國(guó)內(nèi)外激光雷達(dá)發(fā)展的現(xiàn)狀和點(diǎn)評(píng)了各個(gè)技術(shù)流派。在準(zhǔn)備這次的演講時(shí)，我翻了那個(gè)PPT，過去快兩年了，應(yīng)該有一些變化，結(jié)果我發(fā)現(xiàn)在近兩年的時(shí)間里面，雖然激光雷達(dá)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，但是看到這些主流的技術(shù)方向，主要的玩家，其實(shí)并沒有根本性的變化，可能在過去兩年里面出現(xiàn)了一些新的激光雷達(dá)公司。過去的兩年里面我們規(guī)模增長(zhǎng)了兩倍左右，銷售額翻了很多番，工作工人是夜以繼日的工作來生產(chǎn)產(chǎn)品，這些東西就體現(xiàn)在比較細(xì)節(jié)的東西上面，包括今天要講的主要的抗干擾的技術(shù)。不知道在座的各位對(duì)激光雷達(dá)的了解有多深，我可以這么說，一般談起激光雷達(dá)，都先問說你這個(gè)激光雷達(dá)是多少線，是機(jī)械式的還是固態(tài)的，一般都會(huì)問這些問題，可能稍微懂一點(diǎn)的會(huì)說探測(cè)距離有多遠(yuǎn)，大家關(guān)注的還是比較粗的這些技術(shù)。但是這個(gè)東西它要真正的落地，其實(shí)涉及到太多細(xì)節(jié)的東西，這也就是包括我們?cè)趦?nèi)的企業(yè)我們做得特別好的，在過去的兩年中進(jìn)行打磨的東西。像抗干擾，像可靠性的技術(shù)，如防水防塵的性能，大家今天來的時(shí)候，可能要注意的話，在外面的停車場(chǎng)上大部分的自動(dòng)駕駛出租車上最上面頂著都是我們的主激光雷達(dá)。所有的激光雷達(dá)市面上在賣的幾乎所有的激光雷達(dá)都標(biāo)稱自己是達(dá)到IP67防水等級(jí)的，其實(shí)我們最早的時(shí)候我們做IP67防水試驗(yàn)的時(shí)候就是找了個(gè)外面的認(rèn)證機(jī)構(gòu)，拿了幾臺(tái)雷達(dá)做了，通過了，我們就很高興達(dá)到這個(gè)水平了，出貨了。結(jié)果過了一段時(shí)間，碰到國(guó)內(nèi)一家很領(lǐng)頭的客戶的投訴說，你們的激光雷達(dá)在外面，就像今天的這個(gè)雨一樣，在外面淋了三天，我們發(fā)現(xiàn)進(jìn)水了。這個(gè)我們就覺得很奇怪，然后拿回來分析，經(jīng)過各種分析，包括了解行業(yè)的各種的測(cè)試之后，我們發(fā)現(xiàn)單單在室溫下單位IP67是不夠的，可能要滿足車規(guī)的要求，還要經(jīng)過溫度的循環(huán)，經(jīng)過低溫高溫各種循環(huán)之后，依然能夠達(dá)到這種防水，那才是真正的滿足實(shí)際使用的情況。所以我這個(gè)背景交代得有點(diǎn)長(zhǎng)，過去的兩年里面大家做了很多是這些細(xì)節(jié)上的、表面上看不到的工作。為什么挑了這個(gè)比較細(xì)節(jié)的方向來講，這是一個(gè)很現(xiàn)實(shí)的問題，現(xiàn)在路上的自動(dòng)駕駛車輛越來越多，隨著商業(yè)化的落地，包括剛才提到的L3的重卡、L4的自動(dòng)駕駛出租車，隨著這些東西的落地以后，路上的激光雷達(dá)會(huì)越來越多。包括國(guó)內(nèi)還有個(gè)特殊情況，就是國(guó)內(nèi)現(xiàn)在是車路，新基建帶動(dòng)了車路協(xié)同的熱潮，很多的路口、十字路口，還有高速公路的兩邊也有可能安裝激光雷達(dá)，路上的激光雷達(dá)會(huì)越來越多。這對(duì)于激光雷達(dá)公司當(dāng)然是件好事情，我們非常喜聞樂見的。但是它會(huì)帶來一個(gè)比較嚴(yán)重的問題，就是激光雷達(dá)之間的串?dāng)_，我來解釋一下串?dāng)_是怎么回事。這是一個(gè)示意圖，不是實(shí)際的場(chǎng)景，大家想像一下路上以后跑的所有的大車、小車，上面都多多少少的裝了激光雷達(dá)。那么激光雷達(dá)的工作原理就是不斷的向四周發(fā)射激光脈沖，通過測(cè)量激光脈沖來回飛行的時(shí)間來測(cè)量距離。比如說只有一臺(tái)激光雷達(dá)的時(shí)候，很簡(jiǎn)單，收到的肯定是它自己發(fā)出去的信號(hào)，但是問題在這個(gè)車輛很多的時(shí)候，比如說這輛車的激光雷達(dá)有可能收到那輛車的激光雷達(dá)發(fā)過來的信號(hào)，它假如沒有一個(gè)抗干擾的能力，就會(huì)誤以為那邊有一大波的障礙物往這邊飛，而且激光雷達(dá)直接發(fā)射的信號(hào)要比反射回來的信號(hào)強(qiáng)很多，它會(huì)看到周邊有一大堆虛擬的障礙物，不加處理的話，自動(dòng)駕駛車輛就會(huì)認(rèn)為身邊一直環(huán)繞著一群不明的障礙物，就無法正常行駛了。所以是有這么一個(gè)問題。會(huì)帶來什么后果，有問題嘛自然會(huì)有后果，這個(gè)東西不處理，車是沒辦法開的，要處理當(dāng)然是有辦法的，現(xiàn)在包括之前有很多自動(dòng)駕駛，最早激光雷達(dá)出來的時(shí)候，所有的激光雷達(dá)都是沒有抗干擾功能的，這是一個(gè)自動(dòng)駕駛公司需要解決的問題。最早他們就通過軟件層面的方法來解決，這些噪點(diǎn)還是有一些特性的，如是離散的，沒有什么規(guī)律性，它會(huì)快速的移動(dòng)。通過一些神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或者其他的濾波的算法，人們可以很大的降低這個(gè)影響。但是用軟件解決它并不是萬能的，第一你要對(duì)它進(jìn)行準(zhǔn)確的建模和訓(xùn)練，市面上的激光雷達(dá)五花八門，不同的探測(cè)距離、波形也不太一樣，給訓(xùn)練帶來麻煩。另外一個(gè)更關(guān)鍵的就是，這些識(shí)別這種噪點(diǎn)去解決的方法要面臨到底是平衡假陽(yáng)性還是假陰性的問題，可能會(huì)出現(xiàn)兩種情況，有可能它實(shí)際上是一個(gè)噪點(diǎn)，但是沒有把它過濾出去，整個(gè)算法比較保守的話，可能實(shí)際上是個(gè)噪點(diǎn)，沒有過濾出去，這時(shí)候帶來的問題是車輛可能認(rèn)為前面會(huì)有一個(gè)不存在的障礙物，它可能會(huì)急剎車，一個(gè)障礙物出來之間出現(xiàn)在面前，比較保守了，要急剎車，這個(gè)是很危險(xiǎn)的，因?yàn)楹竺娴能囉锌赡茏肺玻瑢?duì)乘客也是一個(gè)很不好的駕駛體驗(yàn)。從另外一方面的角度來講，算法太激進(jìn)，可能危險(xiǎn)就比較顯而易見，前面真的是一個(gè)障礙物，它認(rèn)為是一個(gè)噪點(diǎn)，就直接開過去了，這就形成了一個(gè)定時(shí)炸彈，算法可以做得很好，可以做得越來越改進(jìn)，但是它的風(fēng)險(xiǎn)是存在的，損害測(cè)試?yán)锍毯瓦\(yùn)營(yíng)里程的增加，這個(gè)問題只會(huì)變得越來越嚴(yán)重。大家也知道自動(dòng)駕駛是對(duì)安全非常非常關(guān)注的領(lǐng)域，所以這樣的問題是不容小視的。有問題就有對(duì)策，包括我們?cè)缙?，也包括很多其他的激光雷達(dá)廠家，早期會(huì)有一些不完備的規(guī)避的措施，其實(shí)這些也不難想到，像左邊的這個(gè)是最簡(jiǎn)單的，就是調(diào)整激光雷達(dá)的相對(duì)位置，比如說現(xiàn)在有很多車上裝不止一個(gè)激光雷達(dá)，好那我就把這些激光雷達(dá)安放在一些合理的位置，讓他們互相之間不會(huì)相互對(duì)射，這樣可以減輕干擾。有一種更直接的方法，我直接在兩個(gè)激光雷達(dá)中間放塊板子，或者是裝在車的左右兩邊的時(shí)候，中間放塊板子，把路徑隔斷，也是一種減輕規(guī)避的方法。稍微高級(jí)一點(diǎn)的，就是相位角的鎖定，是針對(duì)機(jī)械式激光雷達(dá)來講的，像這里展示的是相位角的方向，可以從一定的程度上減少互相對(duì)射的幾率來降低噪點(diǎn)。所有的這些為什么叫它是不完備的規(guī)避措施呢？很簡(jiǎn)單，就是所有這些方法都不能解決一個(gè)關(guān)鍵的問題，不同車上安裝的激光雷達(dá)之間的串?dāng)_問題，這才是問題的關(guān)鍵所在?？赡茉谝粌赡昵暗臅r(shí)候，大家不是特別關(guān)注這個(gè)問題，因?yàn)槁飞系臏y(cè)試車非常少。但是現(xiàn)在車來已經(jīng)越來越多了，包括像嘉定這邊有滴滴的、還有其他的測(cè)試車輛，路上已經(jīng)非常多了，我們當(dāng)年花了非常多的精力開發(fā)出這個(gè)功能，也是在那邊的一個(gè)大客戶在一個(gè)城市里要進(jìn)行幾百輛車的測(cè)試，他們?cè)趯?shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，沒有這個(gè)功能不行，他沒辦法測(cè)試下去了，所以給了我們很大的動(dòng)力去解決個(gè)問題。要解決這個(gè)問題說起來也不復(fù)雜，原理就是激光雷達(dá)發(fā)出的信號(hào)都帶一個(gè)獨(dú)特的指紋，接收反射信號(hào)的時(shí)候只認(rèn)符合這個(gè)獨(dú)特指紋的信號(hào)，但是跟這個(gè)信號(hào)不匹配的其他的信號(hào)統(tǒng)統(tǒng)給過濾出去。原理講起來是很一目了然的，但實(shí)現(xiàn)起來是非常困難的，因?yàn)榇蠹抑兰す饫走_(dá)像這兒顯示的它每秒鐘發(fā)射100多挽歌點(diǎn)，我們最新推出的每秒發(fā)射近400萬個(gè)點(diǎn)，脈沖長(zhǎng)度都是以納秒計(jì)的，非常短的時(shí)間內(nèi)，需要產(chǎn)生獨(dú)特的指紋信號(hào)，對(duì)整個(gè)電子和光學(xué)的系統(tǒng)都是非常大的挑戰(zhàn)。我們花了很大精力把它做出來了，有指紋，也包括指紋的有多少種組合，顯然這個(gè)組合越多，它產(chǎn)生互相誤識(shí)別的可能性就越小，就是這么一個(gè)功能，具體的怎么實(shí)現(xiàn)就不多講，這兒來演示一下有這個(gè)功能和沒這個(gè)功能的區(qū)別。左邊是第一臺(tái)有主動(dòng)抗干擾功能的我們激光雷達(dá)，右邊是最早的我們產(chǎn)品是沒有這個(gè)功能的，我們把這兩個(gè)放在一起，中間隔了然后鎖定的相位角，我們就來看它點(diǎn)云的區(qū)別。這是一個(gè)比較近的地方，大家仔細(xì)看會(huì)發(fā)現(xiàn)左邊的這個(gè)40P帶有主動(dòng)抗干擾功能的，這個(gè)點(diǎn)云是很干凈的，中間沒有，右邊大家可以看到一些散落的一些點(diǎn)，那些就是我說的激光雷達(dá)串?dāng)_產(chǎn)生的噪點(diǎn)，我們把它放大一點(diǎn)，就把它背景放大一點(diǎn)，擴(kuò)大到從剛才的幾米的范圍擴(kuò)大到的范圍，區(qū)別就非常非常明顯了，大家可以看到右邊是滿天飛的這些噪點(diǎn)，左邊是非常干凈。想像一下你是一個(gè)自動(dòng)駕駛方面的工程師，假如你的算法需要對(duì)付右邊的點(diǎn)云，把那些飛來飛去的點(diǎn)都去掉，你的車才能正常的行駛，對(duì)比左邊這個(gè)本身就是非常干凈的，你不需要做任何的工作，很顯然抗干擾這個(gè)功能是非常非常重要的。當(dāng)然這個(gè)結(jié)果相對(duì)是比較嚴(yán)重的一個(gè)結(jié)果，因?yàn)槲覀冊(cè)趯?shí)驗(yàn)測(cè)試的時(shí)候，是把這兩個(gè)激光雷達(dá)放得比較近一點(diǎn)，這是為了更好的demo產(chǎn)生的效果，但是想像一下，這個(gè)效果始終是存在的，而且當(dāng)路上有非常多的車輛的時(shí)候，這個(gè)問題只會(huì)變得更嚴(yán)重。這是數(shù)據(jù)上的統(tǒng)計(jì)，具體的數(shù)字就不說了，很清楚，紅色高亮的都是激光雷達(dá)間產(chǎn)生的噪點(diǎn)，大家可以看到數(shù)目是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了真實(shí)物體的點(diǎn)數(shù)。這個(gè)就是我講的主題，下面進(jìn)入軟廣和硬廣的時(shí)間。簡(jiǎn)單介紹一下我們科技我們是14年成立于上海，是土生土長(zhǎng)的嘉定企業(yè)。幾個(gè)創(chuàng)始人最早是在硅谷那邊，14年搬回到上海，一直在嘉定成長(zhǎng)起來的。我們?cè)诠镜臍v程中，大家也可以看到從最早的32線的激光雷達(dá)樣技到40線，到后來的64線，一直到9月份剛剛發(fā)布的全球市場(chǎng)上性能最強(qiáng)的128線，除了機(jī)械旋轉(zhuǎn)式的激光雷達(dá)，我們也積極布局了固態(tài)的和面向量產(chǎn)的激光雷達(dá)，在這個(gè)過程中，像博時(shí)這些車輛和自動(dòng)駕駛的頭部企業(yè)都投資了我們?？倖T工現(xiàn)在是620多人，比18年增長(zhǎng)了快3倍，嘉定這里有自己的工廠，就在嘉定北這邊。我們的業(yè)務(wù)的不錯(cuò)，目前主要是集中在L4的Robo

Taxi領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外的很多領(lǐng)頭客戶都用了我們，今天這個(gè)停車場(chǎng)我們看了以后就特別的親切，感覺是一個(gè)比較大型的我們產(chǎn)品防水測(cè)試實(shí)景。近期我們發(fā)布了Pandar128線，這是一個(gè)非常自豪的產(chǎn)品，是市面上綜合性能最強(qiáng)悍的激光雷達(dá)，這不是一句吹牛的話，橫坐標(biāo)是激光雷達(dá)在單回波下每秒最大的探測(cè)點(diǎn)數(shù)，縱坐標(biāo)是探測(cè)距離，很顯然激光雷達(dá)越上右下角綜合性能越強(qiáng)。探測(cè)距離很好理解，橫坐標(biāo)大家可以理解成是比如去買一個(gè)照相機(jī)什么的，象素是多少，這個(gè)像素是越大越好，現(xiàn)在大家可能對(duì)像素?zé)o感了，因?yàn)閿z像頭像素動(dòng)不動(dòng)就1億像素，激光雷達(dá)現(xiàn)在還處在性能分辨率比較弱的時(shí)候，能做高分辨率是非常難的一件事情。我們打磨了兩年多的時(shí)間，推出了這個(gè)產(chǎn)品，雖然其他家也有這種128線的產(chǎn)品，但是我們?cè)趧e的家128線的產(chǎn)品上把它的水平的角分辨率又增加了一倍，這個(gè)實(shí)際上加倍了它的感知能力，當(dāng)然從工程上也是非常大的一個(gè)挑戰(zhàn)，這也是為什么我們過得比較晚的時(shí)間才推出來。在這么高的點(diǎn)云下依然要實(shí)現(xiàn)它的抗干擾的功能，這個(gè)是非常難的。最后放一小段實(shí)測(cè)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。