512线激光雷达对自动驾驶安全到底意味着什么？是如何实现的？

近日，北醒发布了512线车载激光雷达AD2.这是业内性能数据突出的激光雷达。也标志着车载激光雷达正式进入512时代。

官方介绍，AD2.量产交付将于2023年实现，主要面向汽车制造新势力、传统汽车制造商和无人驾驶解决方案提供商三大群体。目前，电子制造服务提供商已获得多款车型的指定Jabil代工量产。

目前业内在L激光雷达在自动驾驶领域，多为128线，北醒512线给行业留下重磅炸弹。

那么，512线激光雷达对自动驾驶安全意味着什么呢？如何实现？如何平衡性能、成本和可靠性？

针对上述问题，《圆周智行》对北醒CEO李远进行了深入采访。

512线到底意味着什么？

先来看AD2.几个主要性能指标

最远探测距离：

200米反射率10%

FoV：120°＊25．6°

角分辨率：0.05°＊0．05°

与市场上的主流机型相比，AD主要有两个亮点：512线束和全球高清。

线束与激光雷达接收的点云数量直接相关。一般来说，线束越高，扫描的点越多，对象的轮廓描述越清晰。

那么，512线对自动驾驶意味着什么呢？

北醒的答案更安全。以1000辆车为例，李远举了一个例子km／h车速行驶时，22cm小目标(平放轮胎高度)出现在路面中央。一般情况下，从发现目标到制动的极限制动距离至少需要70m。目前128线激光雷达只有31.5m。

李远说，如果激光雷达的垂直分辨率达到0.05°，也就是说，等效512线可以将有效检测和识别距离提高到126米，因此智能驾驶系统可以提前2.1秒进行系统决策、规划和控制。这段时间足以让人类完成3到4个操作，以避免安全事故。

这里有一个核心词有效距离需要注意。白话说，激光雷达可以看到物体的距离。

激光雷达探测物体的过程如下。激光器发出光束，将其反射到目标物体上。接收器接收反射光，解算生成点云信息，确定物体类型，并将其交给决策系统。

512线的区别在于，在相同的距离下，前者看到更清楚地看到物体的轮廓。根据北醒的说法，以200米为边界，目前的128线只能看到200米的几点，不能区分物体是什么，512线基本上可以看到物体的轮廓，然后通过算法处理，基本上可以确定物体是什么，从而为决策系统争取更多的反映时间。俗话说，看到和看到的区别。

此外，北醒还强调，AD2的另一个优点是全球高清探测，即整个120°各角度和区域在水平视野范围内分辨率高，整个视角的高分辨率连贯光滑，无重叠、交错、间隙等现象。

目前业内比较流行的是ROI概念，即某一区域的高精度检测，类似于相机的焦点。李元认为，全球高精度检测更有利于识别物体的轮廓，使车辆能够提前做出反应。

那北醒是如何实现的呢？

北醒介绍，AD内部有复杂的扫描系统控制程序。通过控制电机匹配不同区域的扫描，实现大区域内高云密度，便于识别目标。

电机控制的核心在于精度和速度，即使你在短时间内花钱，你也不能很快成功。李元介绍，在第二代激光雷达批量生产和大规模应用的基础上，在严格复杂的应用环境下经过长时间的考验，可以积累这样的技术和工程。

李远认为，512线和全局高精度探测，AD现阶段已达到激光雷达性能天花板。

如何实现512线？

北醒的AD2.等效512的效果通过4个阵列激光器实现。

另外，在扫描方法上，AD2采用了2D扫描方法是在水平和垂直方向进行扫描，并通过棱镜改变激光的方向。目前，一些行业制造商采用一维扫描，即只有水平方向扫描，垂直方向依靠设备堆叠来实现垂直视角，只有固定方向扫描，也不能改变线束。

此外，北醒在激光接收方面也有创新。李远介绍，AD2采用多接收方式，即接收器中有一层中间件，专门接收强弱光信号。如果判断为弱光信号，则屏蔽强光，只接收弱光信号；如果太近，光太强，只打开弱接收器接收；如果远程信号太弱，打开强接收器接收，两个接收器同时工作，系统将自动判断接收到哪个信号到系统。

这里的中间件可以理解为激光信号筛选器，北醒通过不同的算法处理不同的激光信号，以便更好地识别物体。

另一个是激光雷达点云强度信息的优化。李元表示，强度信息作为点云的重要信息维度，对目标分割和提取具有重要意义；信号强度测量不准确的最典型原因是雷达对回波信号的检测和判断错误。

由于不同目标的特征（反射率、粗糙度等），回波必须改变形状，部分宽度或变形，这需要雷达内的回波信号处理算法，对于不同的回波特征信号可以更准确地采样和结算，恢复准确的时间，然后得到准确一致的距离值。

综上所述，北醒激光雷达实现了512线扫描模式的创新，激光信号的分类处理，以及相应软件算法的辅助。

如何平衡性能、成本和可靠性？

激光雷达考虑综合指标，性能只是一个方面。要上车，必须平衡体积、成本和可靠性。

理论上，高性能意味着高成本，但事实并非如此。李远介绍，北醒AD各方面都达到了平衡。

在成本方面，李远介绍，与128线接收和发射器相比，AD体积减少50%，成本降低40%。512线本身是因为2D采用扫描技术，接收发射器堆叠数小于128线，可保证两者在同一纬度上竞争。

李远说，现在AD成本可控制在几千以内。

性能也是一方面，李远称，AD2.产品规格书中标的200米增加了两个特别严格的前提条件:反射率10%；POD 90％。

目前128线激光雷达绝大多数POD都是50%，说明200米是50%的概率可以检测到，另外50%不能检测到。北醒可以达到90%，黑色物体可以检测到。

关于这一点，李元进一步解释说，世界上没有颜色，没有红色，例如：红色的衣服看起来是因为它反射580纳米红光，其他光被吸收，白色反射所有过程的光，其他光会被吸收。黑色没有反射，完全被吸收，所以激光学以黑色为标准，以反射率最低的东西作为参考，看看距离能照射多远。

在使用寿命方面，李元表示，激光雷达的使用寿命一般在1.2万小时左右。根据平均每天4小时的驾驶时间，汽车零部件应满足10年的使用寿命。北醒512线激光雷达完全可以实现。

汽车公司需要如此高线束的激光雷达吗？

目前，业内有一种声音认为激光雷达不是唯一的传感器。现有的128线激光雷达可以与其他传感器达到更好的感知效果，没有必要故意放大激光雷达的性能。

然而，北醒并不这么认为。李元表示，激光雷达行业进入512线是唯一的途径，因为只有通过这样的高性能产品，我们才能赋予汽车权力，实现更高层次的安全智能驾驶。

他说，512线不是激光雷达的终点，而是满足安全线的开始。以前真的没有办法达到高速车辆安全线，但以后会有更高性能的产品开发。

虽然激光雷达不是唯一的传感器，但它是最重要的传感器。它可以提供最多的信息和最有价值的传感器。

他还说，传感器硬件性能和智能驾驶软件性能相辅相成。他使用计算机CPU性能类比，硬件性能的提升也带动软件向更高的水平提升，软件提升后，硬件将继续提升。

他说，随着人们对辅助驾驶需求的增加，激光雷达也会产生更多的需求，从长远来看，这是一个非常重要的上限。

感知是一个多选题。激光雷达的性能越好，其他传感器的压力就越大。理论上，这种逻辑是建立起来的。即使激光雷达的上限是1000线。

值得注意的是，关于512线的总体趋势，北醒并不是唯一一家专注于512线的激光雷达企业，512线激光雷达也将在不久的将来发布。这也证明了512线的价值，北醒只是该行业的第一步。此后，激光雷达企业将迎来512线之战。