近日，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)了《國(guó)家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》，并發(fā)出通知，要求各地區(qū)各部門(mén)結(jié)合實(shí)際認(rèn)真貫徹落實(shí)。文件中特別指出，要提升智慧發(fā)展水平。推動(dòng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)與智慧城市協(xié)同發(fā)展，建設(shè)城市道路、建筑、公共設(shè)施融合感知體系，打造基于城市信息模型平臺(tái)、集城市動(dòng)態(tài)靜態(tài)數(shù)據(jù)于一體的智慧出行平臺(tái)。

車(chē)路協(xié)同系統(tǒng)是通過(guò)無(wú)線(xiàn)通訊設(shè)備實(shí)現(xiàn)車(chē)、路信息交互和共享的系統(tǒng)，更是推動(dòng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)行業(yè)的核心技術(shù)之一。在國(guó)家利好政策和5G商用的驅(qū)動(dòng)下，中國(guó)車(chē)路協(xié)同行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將于2024年達(dá)到1841.1億元人民幣。專(zhuān)家表示中國(guó)車(chē)路協(xié)同行業(yè)將于2021-2022年迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)，屆時(shí)中國(guó)車(chē)路協(xié)同行業(yè)將步入大規(guī)模商業(yè)化階段，進(jìn)而推動(dòng)中國(guó)自動(dòng)駕駛和智慧交通邁入新階段。

中國(guó)車(chē)路協(xié)同行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將于2024年達(dá)到1841.1億元人民幣，預(yù)計(jì)2020至2021年中國(guó)車(chē)路協(xié)同行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到67.9%

圖 2020-2024中國(guó)車(chē)路協(xié)同行業(yè)規(guī)模（按產(chǎn)值計(jì)算） 預(yù)測(cè) 隨著車(chē)路協(xié)同技術(shù)的逐漸普及，北京、上海、重慶和浙江等地區(qū)迅速出擊，頒布相應(yīng)的地方性政策，根據(jù)城市特色建立智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)試點(diǎn)示范區(qū)。 表 國(guó)內(nèi)熱點(diǎn)產(chǎn)業(yè)集群資源梳理

車(chē)路協(xié)同，最終需要提高的是車(chē)和路的“智能化水平”，以達(dá)到安全自動(dòng)行駛的目的，也可以說(shuō)，車(chē)路協(xié)同的智能化是無(wú)人駕駛實(shí)現(xiàn)的另一種進(jìn)程。激光雷達(dá)是車(chē)端無(wú)人駕駛的核心感知傳感器，是路端的路側(cè)傳感器，也就是我們經(jīng)常說(shuō)的路側(cè)單元RSU，通過(guò)5G和其他通信方式，為車(chē)輛提供交通環(huán)境信息。那么激光雷達(dá)需要如何做，才能完成路端的使命呢？

一

激光雷達(dá)的使命

安全智能行駛，對(duì)于車(chē)和路來(lái)說(shuō)，都是繞不開(kāi)的話(huà)題。車(chē)路協(xié)同中，激光雷達(dá)不僅要完整、準(zhǔn)確感知交通環(huán)境的各種車(chē)輛、人員、基礎(chǔ)設(shè)施的狀態(tài)，還需要足夠的安全冗余，應(yīng)對(duì)各種“長(zhǎng)尾效應(yīng)”帶來(lái)的問(wèn)題。其實(shí)，真正的車(chē)路協(xié)同并不比自動(dòng)駕駛門(mén)檻低。

二

為什么是激光雷達(dá)

攝像頭的缺陷主要來(lái)自于光線(xiàn)，在光線(xiàn)較差或強(qiáng)光干擾下，誤判率高。探測(cè)距離受到光線(xiàn)影響變短，精度變低等。采用單一攝像頭在路端計(jì)算需要極強(qiáng)的算力，信號(hào)傳輸和處理會(huì)有帶寬和實(shí)時(shí)性的影響等。毫米波的缺陷主要在于對(duì)完全靜止的物體幾乎沒(méi)有什么回波，而處于某些金屬干擾的環(huán)境下，容易產(chǎn)生誤報(bào)。激光雷達(dá)本身對(duì)環(huán)境光不依賴(lài)，24h全天時(shí)工作，因此大大增強(qiáng)了感知的適應(yīng)性，對(duì)目標(biāo)物的三維探測(cè)能力增強(qiáng)了探測(cè)的準(zhǔn)確性，無(wú)論是靜態(tài)或動(dòng)態(tài)物體，均可捕捉。 路端的場(chǎng)景十分復(fù)雜，以在流量較大的十字路口為典型。事實(shí)上，僅僅依靠一種技術(shù)手段，誤報(bào)、漏報(bào)都將成為安全隱患，無(wú)法對(duì)路況信息實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的智能檢測(cè)。如果將激光雷達(dá)與攝像頭融合，一次性獲得物體的位置、距離、尺寸、速度、方向、顏色等信息。

1. 極強(qiáng)的數(shù)據(jù)采集能力1.1 探測(cè)距離遠(yuǎn) 機(jī)械旋轉(zhuǎn)雷達(dá)一般有效測(cè)距為150到200米，采用1550nm人眼安全的北醒Horn系列激光雷達(dá)，探測(cè)距離可以超過(guò)300米，300米意味著在路端布線(xiàn)時(shí)，可以減少硬件成本，降低施工壓力。 1.2分辨率高 市場(chǎng)上常見(jiàn)的激光雷達(dá)以16線(xiàn)、32線(xiàn)、64線(xiàn)為主，線(xiàn)束對(duì)應(yīng)的參數(shù)是分辨率。圖像級(jí)激光雷達(dá)還是數(shù)字激光雷達(dá)，都是將線(xiàn)束做到非常高，從而后期算法要求降低了難度，降低感知層面的難度。北醒和一些激光雷達(dá)廠(chǎng)商為了解決遠(yuǎn)距離小目標(biāo)物探測(cè)能力，已經(jīng)將分辨率做到了300-600線(xiàn)。針對(duì)車(chē)路協(xié)同應(yīng)用，路面目標(biāo)物種類(lèi)多、數(shù)量多的特點(diǎn)，分辨率越高越能快速識(shí)別出來(lái)。

小目標(biāo)物由于體積很小，因此激光雷達(dá)發(fā)射出去的光很難被接收回來(lái)。分辨率的高低主要由垂直角分辨率決定。垂直角分辨率的數(shù)值越小，代表則能探測(cè)到目標(biāo)物的點(diǎn)越多，探測(cè)的清晰度越高，對(duì)于小目標(biāo)物的點(diǎn)獲取越多。如下圖所示，垂直方向的間隔小，點(diǎn)云數(shù)量多。

在垂直方向角分辨率上，北醒激光雷達(dá)的垂直角分辨率可精確到0.05°，是64線(xiàn)激光雷達(dá)的9.4倍，可以對(duì)遠(yuǎn)距離小目標(biāo)物精準(zhǔn)探測(cè)，對(duì)行人實(shí)際可探測(cè)與識(shí)別能力達(dá)到115米，而64線(xiàn)激光雷達(dá)線(xiàn)束過(guò)低，實(shí)際可探測(cè)與識(shí)別能力僅為12米以?xún)?nèi)。 表1 激光雷達(dá)等同線(xiàn)數(shù)與可識(shí)別小物體（0.1m）的最遠(yuǎn)距離關(guān)系

1.3 視場(chǎng)角廣 路口安裝的攝像頭的覆蓋區(qū)域一般只有10°左右，視野范圍較窄。360°機(jī)械旋轉(zhuǎn)雷達(dá)無(wú)疑擁有更多的視野，但是內(nèi)部旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)讓其使用壽命一直存疑。北醒Horn系列激光雷達(dá)不采取機(jī)械同軸旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，具有橫向90°的視場(chǎng)角度，探測(cè)范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于攝像頭，單臺(tái)可以覆蓋300m*300m的大場(chǎng)景。因此，檢測(cè)相同路口，安裝激光雷達(dá)的數(shù)量將遠(yuǎn)少于攝像頭的數(shù)量。

激光雷達(dá)方案比單一攝像頭方案更利于檢測(cè)大視野的闖紅燈區(qū)域。 2. 融合的數(shù)據(jù)的能力2.1 集成攝像頭等傳感器 單一的攝像頭方案只能提供二維信息，在強(qiáng)光或逆光時(shí)，拍攝及探測(cè)效果容易失效。特別在夜晚無(wú)環(huán)境光的情況下，攝像頭方案基本失去作用。傳統(tǒng)機(jī)械式雷達(dá)提供的點(diǎn)云非常稀疏，特別是掛在路測(cè)后，搜集到的有效點(diǎn)很少，很難與其它傳感器融合。 北醒激光雷達(dá)可以提供每秒超過(guò)280萬(wàn)個(gè)點(diǎn)，最高1800*600的點(diǎn)云輸出，易于與攝像頭進(jìn)行圖像融合。這樣的結(jié)合無(wú)論是汽車(chē)還是其他交通工具，均可以通過(guò)追蹤像素，達(dá)到避障、減速、繞行的目的。這無(wú)疑是為自動(dòng)駕駛及輔助駕駛帶來(lái)新契機(jī)。

3. 部署方案簡(jiǎn)單3.1 支持客戶(hù)部署方案 在車(chē)路協(xié)同應(yīng)用中，為完美呈現(xiàn)Horn系列激光雷達(dá)的點(diǎn)云感知功能，北醒還將為客戶(hù)提供支持，輔助客戶(hù)基于北醒三維點(diǎn)云進(jìn)行分析，各種傳輸協(xié)議，輔助客戶(hù)項(xiàng)目快速落地和交付，實(shí)現(xiàn)對(duì)行人闖紅燈報(bào)警、車(chē)輛碰撞預(yù)警、違法行為抓拍等功能。

3.2 安裝部署 對(duì)于路測(cè)安裝的激光雷達(dá)來(lái)說(shuō)，一般會(huì)選取高度在6-7米的電線(xiàn)桿或電警桿橫桿上。安裝位置一般靠近道路中央，如圖8所示，北醒Horn系列激光雷達(dá)探測(cè)距離遠(yuǎn)且視場(chǎng)角寬，一臺(tái)即可同時(shí)檢測(cè)道路往返雙通道中不同車(chē)道上的目標(biāo)物。對(duì)于視場(chǎng)角較小的雷達(dá)，至少需要安裝2臺(tái)以上激光雷達(dá)。

4. 易集成量產(chǎn) 360°機(jī)械旋轉(zhuǎn)雷達(dá)由于機(jī)械旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)在工作過(guò)程中整體光學(xué)和電子器件模組不斷旋轉(zhuǎn)，部件容易損耗，并且組裝雷達(dá)過(guò)程中需要每個(gè)發(fā)射器和接收光子探測(cè)器的視場(chǎng)角度一一對(duì)應(yīng)，需要人工調(diào)教，不利于自動(dòng)化生產(chǎn)，量產(chǎn)較難。 市場(chǎng)上相對(duì)成熟、性能較好的是 32 線(xiàn)激光雷達(dá)，出貨幾千套的情況下報(bào)價(jià)為 4 萬(wàn)美元一個(gè)。北醒激光雷達(dá)采取光學(xué)一體化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品小型化、輕量化，通過(guò)布局整個(gè)大交通領(lǐng)域來(lái)逐步實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，將成本大大降低。在車(chē)路協(xié)同應(yīng)用中，綜合考慮布置數(shù)量和軟件能力，更快的降低總成本。

原文標(biāo)題：激光雷達(dá)在車(chē)路協(xié)同的“使命”是什么？

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