别急着为激光雷达买单

车东西(公众号:chedongxi)
作者 |  Juice
编辑 |  晓寒

新车装激光雷达,到底有大多用处?

在对搭载两颗激光雷达的小鹏P5进行测试后,我们找到了答案。

最近一两年,极狐蔚来小鹏、沙龙、上汽智己等新老自主品牌的智能电动汽车发布会上,开始频繁出现激光雷达的身影,有装1颗、2颗的,狠的甚至还装了3颗、4颗。

一时间,新车不装激光雷达甚至都不好意思说自己是智能电动汽车。

但一个关键问题是,激光雷达到底能带来多大的提升?

近年来,特斯拉、蔚来、小鹏以及传统车企的车辆在开启L2时,都出现过面对前方静止异型车,驾驶员没有及时接管而导致碰撞的事故,并频繁引起外界对量产自动驾驶技术的质疑。

引入激光雷达,其实就是为了解决目前视觉+毫米波雷达传感器架构的缺陷,避免静止异形车以及近距离加塞等现有技术难以解决场景下的碰撞事故,同时也为实现城市L2打下了基础。

小鹏P5是国内首款能买到的搭载激光雷达的量产车型,并且价格也是最便宜的。最近,小鹏向P5车主推送了新的软件更新,其L2自动驾驶的算法引入了激光雷达的感知结果,能够实现更好的表现。

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▲小鹏P5

车东西也迅速对这一版本的软件进行了体验,测试了P5在静止车辆、静止物体、道路施工、近距离加塞、特殊车道线五大场景下的实际表现,一探激光雷达的虚实。

一、静止车辆识别准确 但不能及时刹停

车东西体验的是一辆600P车型,也就是顶配车型,配备了两颗大疆激光雷达,并且也已经升级到最新的软件版本,具备ACC自适应巡航增强版和LCC道路居中辅助增强版。

此次测试的行程超过300公里,涵盖了高速、快速路和城区道路等各个场景,在大部分时间内都开启了ACC与LCC,而在有高精地图覆盖的高速路段,车辆则会自动转变为NGP领航辅助驾驶。

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▲小鹏P5的ACC/LCC功能中加入了激光雷达传感器

具体到功能上来看,采用了激光雷达的小鹏P5应该会更加从容的应对对加塞、静止车辆识别、静止物体识别和施工场景识别等情况,因此车东西也针对这些项目进行了测试。

此前发生的事故多是因为前方出现静止物体,所以激光雷达上车很大程度上也是为了应对这一难题,因此这也成为了车东西最重点测试的项目之一。

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▲2021年1月(上)和2020年12月(下)ES8连续发生两起事故

在目前主流的视觉感知系统中,除了摄像头,车企还会采用多个毫米波雷达,而毫米波雷达主要是依靠多普勒效应来感知移动目标。多普勒效应的特性是,动态对动态最容易感知、动态对静态较难感知、静态对静态极难感知。

而激光雷达理论上可以提升辅助驾驶在该场景下的安全性。

激光雷达并不像摄像头那般需要对前方物体进行分类识别,只用通过反射回来的点云信息确认前方存在一个障碍物就可以,然后系统对此做出规避,同时,激光雷达传感器识别的距离更长,延迟较低,能够提升车辆在面对异型障碍物时的驾驶安全性。

因此车东西也对这一项目进行了测试,由于高速路上的静止车辆属于小概率事件。因此车东西将这一测试转移到了一条无人道路上。这一道路的建成时间并不算长,还没有完全通车,因此道路两旁停有一些货车。

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▲小鹏P5在识别到静止车辆后提醒驾驶员接管

车东西选择的车道前方刚好有一辆货车,随后同时打开了ACC和LCC,确保车辆是在辅助驾驶系统下前行。

出发没多久之后,小鹏P5就识别到了前方的静止车辆,车辆仪表盘上清晰的显示出前方存在一辆车。

不过此时,小鹏P5并没有明显的降速,而是在车机页面提醒驾驶员接管,同时安全带也开始收紧来提醒驾驶员。在车东西没有主动接管的情况下,车辆自动退出了LCC,但仍然保持着ACC状态。

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▲小鹏P5在人工介入情况下退出ACC并刹停

随着距离不断逼近,车辆在ACC状态下有了一定的减速,但并未完全刹停,直到距离非常接近仍未刹停,随后车东西接管并且进行了刹停。

此外,在一次城市道路中,前方道路上有一辆车横停在路边,车尾部分出现在了主路上。车东西驾驶的小鹏P5同时开启了ACC和LCC,车辆也识别到这一场景,但仍然保持了直线匀速前进,直到非常接近前方车辆都没有做出减速或者变道的指令,最终车东西不得不主动介入,避开了潜在的剐蹭事故。

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▲小鹏P5在辅助驾驶状态下未对前方障碍物做出反应

从这个测试来看,小鹏P5确实可以识别到静止的车辆,但并没有进行减速,而是将控制权转让给了驾驶员,仍然存在一定的风险。

本次测试中没有遇到目前L2系统最怕的场景:——静止的异形车。所以并不知道P5的增强版L2在这类场景下的表现。

在理想L9的发布会上,理想还专门发布了一个视频,展示车辆能够在夜晚躲避一个处于侧翻状态的车辆。小鹏P5在车头处搭载了两颗激光雷达,理论上来说也应该能实现类似的功能。

二、施工路段可提前检测 车辆无法做出规避

除了静止的车辆之外,施工场景也是辅助驾驶很难应对的场景之一,官方视频显示,小鹏P5在完成升级后,可以主动发现前方的施工场景,然后自动变道避开施工场景。

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▲提前识别到施工场景时,车辆会主动避让

那么表现究竟如何呢,车东西也遇到了机会对这一场景进行了测试。

从实际体验中首先可以明确得是,小鹏P5基本上都可以对前方的施工场景做出识别。

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▲小鹏P5可发现远处的施工场景

但在体验过程中遇到的两次施工场景,车辆都没能很好的进行躲避,最终仍然需要人工接管才能避开。

第一次是在高速跟车过程中,当时车东西驾驶的小鹏P5开启了NGP领航辅助驾驶正在跟着前方车辆行进,道路前方突然出现了施工情况,前车发现之后主动避让了。

而小鹏P5在前车变道之后也第一时间发现了施工场景,但由于距离已经很接近了,而且旁边车道车辆比较多,车辆也选择了退出NGP领航辅助驾驶让驾驶员进行接管。

好在发现比较及时,车东西接管后顺利通过了该路段。

另外一次则是在夜间开启NGP领航辅助驾驶的情况下,车辆也及时识别到了前方的施工场景,这次道路上的车辆并不算多,车辆自己进行过一次变道,选择在施工车道旁边车道继续前进。

此时车辆识别到了路边的圆锥筒,在车机界面也有显示,但随着车辆的前进,一部分圆锥筒开始越过车道线,甚至还侵入到了当前车道。但小鹏P5并没有识别到这一情况,仍然处在NGP领航辅助驾驶模式向前走。

在意识到车辆可能并没有办法识别这一场景之后,车东西主动接管车辆通过了这一路段,否则车辆的右侧非常有可能会刮蹭到圆锥筒。

从这两例来看,小鹏P5对于圆锥筒的识别还比较准确,可以在很早就对其做出识别,但在处理策略上还不够稳定,这两次情况中,都是人类驾驶员接管才得以避开,仍然存在碰撞风险,还达不到宣传视频里的效果。

这一测试结果和之前对静止车辆检测的结果类似,车辆都在很早就发现前方存在施工封闭路段,如果发现的较早车辆可以进行一定的躲避,如果发现的比较晚,那么车辆会主动退出辅助驾驶让驾驶员参与接管。

整体上来看,小鹏P5对于这一场景的处理仍然不算完美,无法彻底规避碰撞的风险。

三、加塞场景提升明显 可主动降速躲避前车

现阶段量产车的L2自动驾驶系统几乎都是视觉+毫米波雷达的传感器架构。除了特斯拉之外,绝大部分在售的量产车都还没引入BEV算法,对侧方车辆的感知能力较弱——一台车分别出现在两个摄像头里的时候,很难感知。

因此目前L2的系统对侧向的Close Cut-in近距离加塞场景也非常害怕,经常无反应、反应迟钝或者过度反应。

Close Cut-in也是行业的一大难题。在没有BEV算法的情况下,在车头两侧,或者车身两侧引入激光雷达后,能够增加一个传感器的感知结果,更容易感知和追踪侧前方的加塞车辆。

那么引入了激光雷达感知结果后,小鹏P5的增强版L2应对加塞场景表现如何呢?

在拿到车之后,车东西第一时间就将其开上了高速并且打开了ACC和LCC,确保车辆处在自动前进的状态。在高速公路上,所有车道的车辆均保持着一定的车速前进,因此非常适合测试加塞场景。

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▲小鹏P5在辅助驾驶状态下会主动降速避让前方加塞车辆

在测试过程中,不断有车辆从旁边车道切入到本车道,从车上的仪表盘来看,小鹏P5基本上都能识别到这些车辆,并且会根据距离进行一些相应的调整,如果前方距离还比较大,车辆会保持原来的速度前进;如果车距比较小的话,车辆会有一定的自动降速。

不过这些场景对于以视觉为主的辅助驾驶系统来说也并不算困难,从这点并不能看出激光雷达对于辅助驾驶系统的提升。但之后的一个场景却改变了车东西的看法。

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▲小鹏P5在辅助驾驶状态下会主动降速避让前方加塞车辆

当时车东西一直在中间车道开启NGP领航辅助驾驶行驶,速度一直在最高限速以下,然后一辆重卡从左侧车道完成了超车,而在超车之后,还没有拉开距离,对方就开始在未打转向灯的情况下往右侧车道变道,在车尾还没完全超过本车时,车头已经回到了当前车道。

如果车东西驾驶的小鹏P5仍然维持原来速度在本车道行驶的话,非常有可能发生碰撞事故,好在小鹏P5及时发现了前车的变道意图,及时进行了减速,从而避开了潜在的碰撞事故。

从车东西的实际体验来看,小鹏P5在激光雷达的加持下,对于加塞的应对有了一定的提升,可以规避潜在事故的发生。

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▲小鹏P5在辅助驾驶状态下可以比较好应对前方车辆变道

一位自动驾驶感知工程师告诉车东西,发生加塞的时候,一般旁车会和本车有一定时间的平行前进。

这时候,视觉辅助驾驶方案只能通过侧向摄像头来识别,而侧向摄像头只能记录到旁车局部的情况,无法推测出旁边障碍物的形状。只有车辆完全出现在侧前方,前视摄像头也参与之后才能识别出完整的车身,这就导致车辆从识别到决策之间会有一个时间差。

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▲小鹏P5在辅助驾驶状态下可以很好的识别周边车辆

如果旁车恰好在这一时间进行加塞,那么车辆会有很大概率无法识别而导致车祸发生。

激光雷达的位置如果布置得当,可以覆盖车辆前侧的180度范围,像小鹏P5采用了两颗激光雷达,基本可以对车辆前侧进行完全覆盖。这种情况下,只要旁车车头越过本车,激光雷达就能够识别到,并对此做出应对,从而减少碰撞事故发生。

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▲小鹏P5前侧激光雷达

也就是说,这两颗激光雷达的加入,确实提升了小鹏P5的辅助驾驶能力,在应对加塞场景的时候,车辆会表现的更加自如,从而给驾乘人员带来更安全的体验。

四、无车道线仍可正常前行 还能跟车过红绿灯

在测试过程中,车东西发现小鹏P5使用激光雷达的增强版L2对道路无车道线的应对能力比较强。车东西在一段没有清晰车道线的城市道路中开启了ACC和LCC之后,车辆一直可以在最右侧车道内稳定行驶,遇到前方出现电瓶车和行人的时候也会主动降速进行躲避。即使在没有车道线的路口,也能够顺利通过。

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▲小鹏P5开启辅助驾驶后在无车道线道路上行驶

这一提升主要得益于激光雷达的加入。

某新造车公司自动驾驶工程师告诉车东西,在视觉方案中,需要依靠摄像头对于路口另一侧的车道线进行检测,但这一检测结果可能并不准确,为了保证安全,工程师在开发设计的时候会降低域值,设计比较保守,导致车辆无法很好的经过无车道线的路口。

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▲小鹏P5开启辅助驾驶后自动通过红绿灯路口

而激光雷达通过激光反射形成点云,对于路口另一侧车道线的检测更加准确,在这样的基础上,工程师在设计的时候可以更加自如,可以保证车辆更好的通过无车道线路口。

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▲小鹏P5在辅助驾驶状态下通过无车道线路口

另外,激光雷达的加入可以更好的识别出前方车辆的位姿,能够直接跟车经过路口。

得益于对车道线的精准感知,车辆在通过大曲率弯道时的表现也非常出色,在一些转弯比较大的匝道都可以正常行进。

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▲小鹏P5在辅助驾驶状态下通过大曲率弯道

从这项测试来看,在加入了激光雷达之后,小鹏P5对于车道线的识别能力有了非常明显的提升,在应对大曲率弯道的时候更加自如,没有此前那种犹豫不决的感受;同时对无车道线道路的应对能力有了提升,甚至可以跟车经过红绿灯路口。

不过,从车东西实际体验来看,小鹏P5目前还无法识别红绿灯,红绿灯路口还需要人类驾驶员保持高度警惕。

五、小物体“识别”不全面 不能躲避三角牌

如果说之前几项测试小鹏P5的表现还算可以,那对静止物体的测试则比较失败。

车东西在高速上测试NGP领航辅助驾驶过程中,前方路段有辆车抛锚停在了最左边车道,导致整段路比较拥堵,车辆几乎走走停停。

当时不知道拥堵原因车东西正驾驶小鹏P5在最左边车道行进。之后车辆缓行到事故区,前方车辆在看到三角牌之后,向右变道驶离了本车道。

而小鹏P5并未识别到前方的三角牌,仍然维持着原来的速度在走,直到非常接近三角牌时仍未做出反应,随后车东西主动介入,才避开了三角牌。

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▲小鹏P5未能识别到三角牌

从这点来看,小鹏P5即使在加入了激光雷达之后,对于这些较小的静止物体的识别能力也没有明显的提升,如果没有人工主动介入,非常有可能继续前进撞上前方事故车。

上述工程师表示,摄像头主要是对物体进行拍摄,然后逐帧分析对比数据库确定前方障碍物的种类,大部分车型都可以进行识别,但一些拉着不规则物品的大车如拉着树木的大车,以及一些静止物体则无法进行识别。

无法识别就意味着无法做出正确的判断,从而会导致事故的发生。

而激光雷达并不用对障碍物进行分类识别,仅仅通过激光反射的点云就可以确定前方存在障碍物,然后车辆的决策过程中只要对这些障碍物进行规避就可以了。

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▲激光雷达点云图

因此,在采用了激光雷达之后,小鹏P5完全有能力发现前方的三角牌,并对其做出降速或是变道的指令。但在测试中却并未出现这样的结果。

目前并不知道是小鹏的工程师是没有用激光雷达对小型物体做感知和避让算法,还是做了算法但并没有准确识别。

结语:虽有提升,但并不明显

经过300多公里的体验下来,车东西发现小鹏P5引入激光雷达之后,其L2系统确实有了一定程度的提升,一些场景如加塞等有了比较明显的提升,但对于静止车辆、静止物体的识别并没有提升,甚至也不会主动刹停,从效果上来看,并没有发生质的变化。

甚至在测试中,在完成了前期的学习和考试之后,在地库内并没有成功启动记忆泊车的尴尬情景。

不过,由于涉及到的场景比较复杂,也有一些场景我们并没有测试到。

但整体来看,以激光雷达+摄像头+毫米波雷达的传感器配置来看,这一方案的潜力显然非常高,在很多场景都能够发挥更好的作用,尤其是之后将会推出城市NGP,但考虑到这是小鹏汽车首次将激光雷达引入到量产车上,后续应该会有更多的变化,届时我们也会持续对其进行测试验证。