Robotaxi發(fā)展再加速，智能駕駛傳感領(lǐng)域檢測迎來全新挑戰(zhàn)

近期，自動駕駛在各城市落地中引起了大量討論話題。在國內(nèi)，百度旗下蘿卜快跑平臺在武漢被允許在主城區(qū)的大半道路上自由通行，真正的“無人駕駛出租車”開始進入大眾視線中；上海發(fā)放首批完全無人載人車牌照，浦東部分路段開啟應用；廣州擬立法支持智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展，正在向社會廣泛征求意見......

而在國外，特斯拉首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克于7月24日表示，特斯拉的Robotaxi 計劃于10月10日發(fā)布，其FSD（全自動駕駛）近日推送了最新的V12版本，大幅提升智能駕駛能力，實現(xiàn)感知決策執(zhí)行一體化并預計在12.6版本發(fā)布后登陸中國、歐洲和其他國家。

隨著越來越多互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、車企、出行企業(yè)進入布局智能駕駛領(lǐng)域，技術(shù)發(fā)展與應用落地為人們的出行帶來新的選擇和便利，同時也引發(fā)公眾對安全性的關(guān)注和討論。

高階智駕的發(fā)展是無人駕駛系統(tǒng)在技術(shù)層面落地的基石，而感知是智能駕駛的先決條件，車輛的傳感器需要通過嚴苛的可靠性驗證，方可保障智能駕駛的行駛安全。

本期“專家訪談”欄目，我們邀請到廣電計量集成電路測試與分析事業(yè)部資深技術(shù)專家王河清博士，探討智能駕駛中傳感系統(tǒng)面臨的安全性挑戰(zhàn)以及如何助力提升系統(tǒng)及產(chǎn)品測試效率和設計質(zhì)量等問題。

王河清 廣電計量激光雷達及光電子資深技術(shù)專家

工學博士，負責廣電計量激光雷達及光電子芯片測試，具有多年的激光器探測器設計研發(fā)和測試經(jīng)驗，主導廣電計量承接的靈明光子、老鷹半導體等多款AEC-Q102產(chǎn)品認證項目。

01 隨著無人駕駛、NOA功能（高階智能駕駛輔助）等技術(shù)落地，傳感系統(tǒng)起到了什么關(guān)鍵作用？

王河清：得益于人工智能、傳感器和大數(shù)據(jù)技術(shù)的進步，智駕技術(shù)已經(jīng)從“自動泊車”“自適應巡航”等簡單的輔助駕駛功能發(fā)展到應對復雜城市環(huán)境的高級系統(tǒng)。具備智能駕駛能力的車輛通過感知系統(tǒng)收集周圍環(huán)境的高精度數(shù)據(jù)實現(xiàn)周圍環(huán)境感知，結(jié)合計算機視覺、人工智能、高精度地圖等智能系統(tǒng)做出相應的駕駛決策輔助或執(zhí)行。

高級輔助駕駛系統(tǒng)（ADAS）主要包括感知系統(tǒng)（感知層）、計算分析（決策層）、控制執(zhí)行（執(zhí)行層） 三大模塊，其中感知是智能駕駛的先決條件，其探測的精度、廣度與速度直接影響智能駕駛的行駛安全。

由于高階智能駕駛逐步脫離人工控制，因此車輛需要提高安全冗余設計，具備更強的環(huán)境感知能力以應對各種極端和難以預測的長尾場景情況，從精度、準確性、探測距離、實時處理能力、多傳感器融合能力等多方面綜合評估其穩(wěn)定與可靠性，例如提前發(fā)現(xiàn)遠距離的潛在危險、在惡劣條件下保持良好感知等，為系統(tǒng)反應爭取更多時間。

02 傳感器是感知系統(tǒng)的核心部件之一，激光雷達因其綜合性能強大常應用于各類高階智能駕駛的傳感方案中，它的核心優(yōu)勢以及挑戰(zhàn)是什么？

王河清：目前國內(nèi)大部分車企選擇“多傳感器+高精地圖”技術(shù)路線，像 “蘿卜快跑”所使用車輛的車頂上整合了主激光雷達、攝像頭、毫米波雷達與超聲波雷達等多種傳感器。其中，激光雷達相較于其他傳感器，核心優(yōu)勢在于能提供高精度、高分辨率的三維空間信息，對環(huán)境感知更精準全面。但是各參數(shù)之間的差異將會直接影響激光雷達的測距能力和感知精準度，衡量激光雷達核心性能的參數(shù)包括線束、探測距離、分辨率、視場角FOV、點頻等。

例如，在障礙物規(guī)避中，自動駕駛汽車感知引擎需要在足夠的時間內(nèi)識別道路危險，以便進行安全操作，比如剎車以避開輪胎碎片。以高速公路上正常速度行駛的車輛為例，從發(fā)現(xiàn)目標障礙到安全停止的剎車距離大約在200-250米，在惡劣天氣下剎車距離還會延長，因此激光雷達的探測距離最好要大于300m。在超遠探測距離下，同樣也需要雷達線束和分辨率越高越好，激光雷達線束越多，分辨率越高，可以更清晰完整收集到各類物體的3D輪廓，可以用更多的點云數(shù)量檢測和識別遠處小物體如輪胎、錐桶、兒童等，有效提高測量精準度，提升智能駕駛的安全性。總的來說，激光雷達各項參數(shù)在規(guī)定的指標上冗余越多，車輛安全性則得到更好的保障。

然而，當前高昂的成本限制了其在更廣泛汽車市場的大規(guī)模普及。要降低成本，不僅需要在技術(shù)方面進行創(chuàng)新，探索新材料和更高效的制造工藝，還需通過大規(guī)模量產(chǎn)來分攤研發(fā)和生產(chǎn)成本，同時要對供應鏈進行優(yōu)化，降低原材料和零部件的采購成本。

在市場需求方面，隨著汽車智能化的加速發(fā)展，行業(yè)對激光雷達的需求呈現(xiàn)迅猛增長的趨勢。據(jù)相關(guān)市場研究報告，預計到 2025 年，全球汽車激光雷達市場規(guī)模將超過 50 億美元，年復合增長率高達 30%以上。

03 基于激光雷達在汽車中的應用場景和汽車自身的高可靠性要求，激光雷達及其組件要進入車用供應鏈，必須通過嚴苛的可靠性驗證。目前主要參考哪些法規(guī)與標準以確保產(chǎn)品的安全性、可靠性和性能？

王河清：法規(guī)與標準明確規(guī)定了激光雷達及其組件在性能、可靠性、耐久性等方面必須達到的最低要求，確保不同廠家生產(chǎn)的激光雷達及其組件在質(zhì)量和性能上具有一致性和可比性，降低了整個供應鏈的風險。

2024年初，中國汽車工業(yè)協(xié)會批準正式發(fā)布了2項團體標準T/CAAMTB 180-2023《車載閃光式固態(tài)激光雷達技術(shù)要求及檢測方法》和T/CAAMTB 181-2023《車載激光雷達用激光發(fā)射器技術(shù)要求及檢測方法》，廣電計量參與編制。兩項標準針對車載閃光式固態(tài)激光雷達和車載激光雷達用激光發(fā)射器的術(shù)語和定義、性能測試和檢驗規(guī)則提出規(guī)范要求，填補了國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的空白，為企業(yè)、科研院所、檢測及認證機構(gòu)的測試及研究提供指導和參考。

在激光雷達整機領(lǐng)域，車規(guī)要求尚沒有明確的標準，一般參考的是ISO 16750/ GB/T 28046系列、IEC 60068-2/ GB/T 2423系列等通用可靠性標準規(guī)范以及T/CAAMTB 180-2023等團體標準。測試范圍覆蓋參數(shù)測試、電氣性能檢測和可靠性測試方面。

在激光雷達零部件領(lǐng)域， AEC-Q是目前公認、通用的光電半導體國際可靠性驗證標準，可為相關(guān)產(chǎn)品提供全面詳盡的驗證方案。同時也有效解決了國產(chǎn)元器件不敢用、怎么用的問題，切實提升供應鏈合作的深度與黏性。

激光雷達元器件按照不同功能，適用于不同的AEC-Q標準，如SOC等集成電路芯片適用于AEC-Q100、激光器脈沖驅(qū)動電路中的分立器件適用于AEC-Q101、激光器、探測器等光電器件適用于AEC-Q102等。只有通過相對應的標準規(guī)定的全部測試項目且AEC-Q試驗要求零失效，供應商方可宣稱該產(chǎn)品已通過相應的 AEC-Q 認證。

04 廣電計量如何幫助激光雷達產(chǎn)業(yè)鏈包括整機和零部件廠商提高其可靠性和質(zhì)量？

廣電計量是國內(nèi)率先構(gòu)筑了車規(guī)級檢測能力的第三方檢測機構(gòu)之一，承建了工業(yè)和信息化部的“集成電路芯片應用驗證平臺”和廣東省工業(yè)和信息化廳的“汽車芯片檢測公共服務平臺”，參與了多項激光雷達行業(yè)標準撰寫，具備完整的激光雷達功能檢測及車規(guī)可靠性檢測認證能力，為各大頭部廠商提供專業(yè)服務。

廣電計量是國內(nèi)第一家完成激光發(fā)射器、探測器全套 AEC-Q102 車規(guī)認證的第三方檢測機構(gòu)，具備 VCSEL、LED、APD、SPAD 等激光器和探測器批次性驗證試驗能力。截止到2024 年 7月，廣電計量共計完成了 超20 款激光器和探測器芯片的 AEC-Q102 認證，試驗項目累計超過 500 項。

在整機車規(guī)可靠性上，廣電計量服務能力覆蓋 ISO 16750 系列/GB/T 28046 系列、IEC60068-2 系列/GBT 2423 系列及 T/CAAMTB 180-2023 等標準規(guī)范。具備車載激光雷達相關(guān)性能全參數(shù)測試能力，可以為各頭部雷達廠商及主機廠提供激光雷達及相關(guān)產(chǎn)品從元器件到總成的一站式技術(shù)服務，滿足車規(guī)級自動駕駛的測試需求。