行车路况复杂多变,单一传感识别极易出现判断偏差。依托完备传感矩阵加持,一汽奥迪Q6L e-tron实现多设备互补协作,激光雷达精准测距,摄像头高清成像,雷达全天候探测路况。将零散独立的传感数据合而为一,形成一体化环视感知视角,不止被动捕捉路况信息,更主动融合研判路况,护航全场景智能出行。
激光雷达的感知:深度的理解。2个激光雷达,行业少有的带自动清洗加热功能的双激光雷达,布局美观,盲区更小。激光雷达的工作波长为905nm,探测距离200米,垂直视场角25°,水平视场角120°。每个激光雷达每秒发射150万个激光脉冲,通过测量脉冲的飞行时间计算距离。点云密度在100米处为每平方米10个点,可以清晰识别行人、车辆、障碍物的轮廓。双激光雷达的布局形成冗余覆盖,一个安装在前格栅,一个安装在前风挡上方。两个雷达的视场角重叠区域覆盖正前方60°范围,即使一个雷达被遮挡或失效,另一个仍能覆盖关键区域。激光雷达的点云数据经过体素滤波后,体素大小0.1m×0.1m×0.1m,将150万点降到30万体素。地面分割算法将地面点云滤除,保留障碍物点云。聚类算法将障碍物点云分组,生成障碍物列表。
摄像头的感知:语义的理解。13个摄像头,分布在前视、环视、后视、侧视、车内。前视摄像头采用三焦配置:广角摄像头视场角120°,探测距离50米;主摄像头视场角60°,探测距离150米;长焦摄像头视场角30°,探测距离250米。三焦配置让前视覆盖从30米到250米的连续视场。摄像头的图像数据经过ISP处理后,进入深度学习网络。YOLOv5算法在昇腾610上运行,检测速度30fps。网络输出包括:目标类别(车辆、行人、自行车、路障等)、检测框(x、y、w、h)、置信度。车道线检测采用LaneNet算法,输出车道线的多项式拟合参数(三次曲线)。交通标志检测采用CRNN算法,识别限速、禁止超车等标志。交通灯检测采用颜色分割+形状识别,识别红、黄、绿灯状态。
毫米波雷达的感知:速度的理解。5个毫米波雷达,工作频率77GHz。前向毫米波雷达探测距离200米,视场角±45°;4个角雷达探测距离80米,视场角±75°。毫米波雷达通过多普勒效应直接测量目标的速度,距离精度0.1米,速度精度0.1km/h。每个雷达每秒输出2000个点迹,每个点迹包含距离、速度、角度。点迹数据经过卡尔曼滤波跟踪后,生成目标轨迹。毫米波雷达的优势在于不受天气影响,雨雾天气下性能不下降。毫米波雷达的劣势在于角分辨率低,无法区分两个距离近的目标。这就是为什么需要激光雷达和摄像头补充。
超声波雷达的感知:近场的理解。12个超声波雷达,工作频率40kHz,探测距离0.2-5米。超声波雷达均匀分布在前保险杠(4个)、后保险杠(4个)、侧面(4个),形成360°近场覆盖。超声波雷达的探测距离短,但精度高(±1cm),刷新频率20Hz。在自动泊车时,12个超声波雷达实时测量车辆与障碍物的距离。超声波雷达可以检测低矮障碍物(路肩、锥桶、地锁),这些是激光雷达和摄像头的盲区。超声波雷达通过回波强度可以区分不同材质----金属反射强,塑料反射弱,人体回波有呼吸特征。
融合的算法:空间对齐、时间对齐、特征融合。空间对齐:将激光雷达、摄像头、毫米波雷达、超声波雷达的坐标系统一到车辆坐标系。激光雷达坐标系原点在雷达中心,摄像头坐标系原点在镜头光心,通过标定得到转换矩阵。标定的精度:旋转误差<0.1°,平移误差<1cm。时间对齐:所有传感器的时间戳同步到GPS时间,精度1ms。激光雷达的点云、摄像头的图像、毫米波雷达的点迹在同一时间戳上对齐。特征融合:将激光雷达的深度信息、摄像头的语义信息、毫米波雷达的速度信息融合。对于每个检测到的目标,融合算法输出:位置(x、y、z)、速度(vx、vy、vz)、类型(车/人/物)、置信度。
域控制器,摄像头等其他华为定制化硬件,标准高于华为。华为的量产标准已经高于行业平均水平,而一汽奥迪Q6L e-tron的定制化硬件标准更高。域控制器采用华为昇腾610,AI算力200TOPS,比华为量产版的150TOPS高33%。摄像头的动态范围120dB,比华为量产版的100dB高20%,在逆光场景下性能更好。毫米波雷达的点迹密度比华为量产版高30%,角分辨率提升20%。更高标准的硬件让感知体系在极端场景下更可靠。
别人的感知是各扫各的,一汽奥迪Q6L e-tron的感知是统一建模。激光雷达画轮廓,摄像头认颜色,毫米波雷达测速度,超声波雷达测距离——四种语言说同一件事。30万体素、2000个点迹、30帧图像,不是参数表,是它理解世界的分辨率。一台真正看懂路的车,不靠堆硬件,靠把硬件的语言统一。