车东西（公众号：chedongxi）
作者 ｜ Juice
编辑 ｜ 志豪
进入到今年后，量产高阶智能驾驶成为了行业内的主流方向。
高速NOA正在快速普及，越来越多的新势力和传统车企开始上车这一功能，另一方面，城市NOA的发展也非常迅速，部分车企已经开始推送给用户，今年将会进一步扩大规模。
在这一趋势下，自动驾驶方案供应商和车企们都在传感器方面达成了一致的默契——必须上车激光雷达来应对更加复杂的城市场景。
而这也促进了激光雷达行业的快速发展，在本次上海车展上，多个激光雷达企业都展示了自己的最新产品。
国内激光雷达北醒也在车展上正式发布了“北醒应龙”平台，这是全球首个车载512激光雷达平台。
512时代的激光雷达可以最大程度地保证智能驾驶的安全，对于城市环境中的不确定因素的应对能力也较为突出。
不过对于激光雷达来说，越高性能的激光雷达也面临着更高的成本挑战，而北醒通过一种“新平台”式的解法，为城市智能驾驶的落地推广提供了更多可能性。
去年，北醒发布的512线激光雷达凭借高线数成为行业首个吃螃蟹的企业。
那么，北醒是如何研发并生产高线数激光雷达的呢？这类激光雷达又能为城市辅助驾驶带来什么提升呢？
一、发布512激光雷达平台 克服多重难题
上海车展期间，北醒在其展台上正式发布了全球首个车载512激光雷达平台——“北醒应龙”平台。
▲北醒CEO李远介绍北醒应龙平台
据北醒CEO李远介绍，北醒应龙激光雷达平台的底层硬件架构分为三个模块，分别是高精2D扫描系统，905nm阵列收发和自定义SoC。
这其中最核心的技术则是高精2D扫描系统，通过双电机三环同步控制技术，可以将扫描角度精度控制在万分之一。具体来说，就要求激光雷达内的电机每秒钟转动近百圈，同时每圈的偏差小于钟表秒针转动的一百二十分之一以内。
由于采用了阵列收发系统和2D扫描，“北醒应龙”平台的发射器数量仅需1D扫描的三十二分之一，接收器仅需要八分之一，解决了成本的限制。
北醒更独创性地提出了“单线成本”指标，即总成本除以线数。基于“北醒应龙”激光雷达平台，性能会持续提升，而单线成本会逐代降低。
▲北醒方面认为激光雷达单线成本的价格会持续降低
北醒还针对这一技术开发了软件控制系统，可以实现软件的“一键配置”，在感知过程中区域可实现局部高清、视场角聚焦高清和全局高清等不同模式。
得益于软硬件的同时布局，北醒的激光雷达可以实现在成本可控的情况下，兼容车型跨代升级。
通过模块化的设计，每个子系统都可以单独进行迭代升级，甚至还能替换，这样做的好处除了产品可以持续迭代之外，在生产方面也更有优势。在生产时，可以分模块预组装、检验，可以减少整机的装调流程工序，降低后段的不良率，真正兼顾了成本和可升级性。
而在车展现场，北醒还正式发布了AD2-s，这一产品在反射率为10%的情况下仍具有200m的探测距离，256线的感知力，120°x25.6°的视场角。也将会在今年正式量产交付。
▲北醒应龙平台量产产品AD2-s
能够发布“北醒应龙”平台也跟北醒此前与滴滴自动驾驶的合作分不开，此前双方已经联合推出了国内首款2K图像级高精度激光雷达“北曜Beta”，这一产品由滴滴自动驾驶为主提供核心设计，北醒辅助设计并负责生产制造。
在双方合作探索和创新的过程中，形成了“北醒应龙”平台。
二、高线数强感知激光雷达设计难度高 需解决多方难题
值得注意的是，基于“北醒应龙”平台的激光雷达可支持“多线定制”，目前推出了256线和512线激光雷达，尤其以512线为例，市面上生产512线数激光雷达的企业，除了北醒之外几乎没有，那这类高线数激光雷达的技术难点主要在哪里呢？
如果单说性能，很多雷达公司都能做到高线数的激光雷达，但若同时还要满足性能、成本和可靠性方面的要求，难度就要再增加一个数量级了。
以北醒512时代的激光雷达为例，首先，车载激光雷达尺寸不能太大，还有成本限制。这就意味着雷达内部不能安装512个激光发射/接收器，必须用少量激光发射/接收器+2D扫描的方式来实现等效512线的效果——北醒的AD2和AD2-s选的就是这一路径。
先从激光发射/接收器件来说，传统机械式激光雷达多使用分立式激光器件。不仅成本较高，还需要进行复杂的校准等操作，因而最佳的思路是选择使用芯片化的激光发射、接收单元。
“但芯片不是一个神话，不是一个魔法，是一套工艺，一套严谨的设计流程，这更考验一个公司对工程化的节奏感。”北醒CEO李远向车东西说道。
此外，有了激光收发芯片只是第一步，雷达厂商还要基于芯片进行复杂的光路设计才能让系统完美工作。
这里难点很多，比如激光发射器会发出不少热量，光学系统在遇到温差变化时会让激光产生飘移等问题；芯片发出的激光在发散角等参数上并不是最佳状态，需要对光束进行调整，实现多通道均匀；接收端的镜片组是越大越好，但雷达的整体外形又要求尽可能的小等等。
对没做过这类产品的公司来说，上面都是难题，但北醒已经针对性的解决了。
北醒前几年针对工业和大交通领域推出了四代产品，其第三代产品通过镜头等器件的特殊设计与巧妙布局，已经解决了光路设计上的多方难题。
前面积攒的经验也让AD2在光路设计上实现了进一步的升级，比如其接收镜片组的镜片数量比此前减少了60%，但仍然保证了同样的性能。
解决了激光的发射和接收问题，接下来就是2D扫描部分了。
与激光收发单元一样，北醒也是在此前的产品中（第三代）提前攻克了技术难关。其难点主要是在电机的精确控制方面。
在这方面北醒也是下了大功夫。首先，向合作伙伴定制了专用的驱动电机，保证在硬件上能够满足精确控制和长寿命。其次，北醒自研了电机的驱动IC、电机控制电路和上层的驱动算法，最终实现了对电机和转镜的转动速度和位置的精确控制。
正是通过多项北醒自研技术，最终在高性能、车规可靠性、成本、外观体积等方面取得综合平衡。
三、城市环境更复杂 高性能激光雷达更有保证
北醒此次推出的“北醒应龙”平台上会衍生多款产品，这些产品后续将会向所有车企供货。据北醒CEO李远介绍，北醒年中就要向车企交付C样，年末开启交付。
由此来看，这一产品后续将会出现在很多量产车上，并在L2级智能驾驶领域发光发热。
不过，这也就引出了一个新的问题：城市L2级智能驾驶真的需要高线数高性能的激光雷达产品吗？
目前量产产品中主要为128线激光雷达，这种激光雷达虽然可以帮助车辆更好地感知周边环境，但由于其线数并不够多，因此探测距离也不够远。
北醒CEO李远曾经举过一个例子，当车辆按照100km/h的速度行驶的时候，前方突然出现一个22cm（轮胎平放的高度）的障碍物，正常情况下，车辆从发现障碍物到刹停的极限安全距离大概需要70米，而128线激光雷达对于此类障碍物的探测距离仅有31.5米。
也就是说，128线激光雷达可以感知到这一障碍物，但是留给车辆的反应时间就少了很多，即使人类及时接管，也仍然可能会造成碰撞事故的发生。从这个角度来看，现阶段的激光雷达产品在安全性方面还有缺陷。
▲北醒512线激光雷达的点云信息更丰富
此外，128线激光雷达对于200米外的障碍物的感知能力也会进一步下降，对于瞬息万变的交通场景来说，这也是一个安全隐患。
因此，对于智能驾驶这么一个对于安全要求非常高的领域，任何的安全隐患都需要被解决，而要解决这些短板最好的办法就是提升激光雷达的性能。
从这点来看，512时代的高线激光雷达对于城市智能驾驶来说并不算过度堆叠硬件，而是必备的安全配置。
结语：高线数强感知激光雷达将促进城市NOA发展
随着自动驾驶技术的不断发展，激光雷达已经开始全面上车了，而激光雷达企业也迎来了快步发展的机会。
不过，在自动驾驶这么一个非常卷的行业内，对于零部件供应商的要求也在不断提升，对于高性能低成本的激光雷达需求也在提升。
北醒的512线以及256线产品都是车载512激光雷达平台的代表产品，随着这些产品的正式投产，国内对于车规级激光雷达的竞争也将会进入到一个新的阶段。
而这些高性能激光雷达的量产上车，也给了城市智能驾驶发展提供了更多动力。
