激光雷達正在激活百億新市場
作者: 嶺緯科技發(fā)表時間:2021-10-28 09:40:20
智慧高速公路是浙江率先在杭州灣率先提出的“超級高速”概念,在大數(shù)據(jù)、人工智能、5 G、自動駕駛等一系列新技術(shù)應(yīng)用于高速公路上,將新建、改造杭紹臺、杭紹臺、杭紹臺、杭紹臺、杭紹臺、杭州灣等一批高速公路的新技術(shù)。
新建成的杭紹甬智慧高速公路,將滬杭甬高速、杭州灣跨海大橋智能化改造為代表,實現(xiàn)灣區(qū)全域高速公路智慧化;
杭紹甬初步確定,將建設(shè)高精定位系統(tǒng)、車路協(xié)同通行系統(tǒng)、5 G通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、新能源及無線充電系統(tǒng)、自動駕駛路測系統(tǒng)、自由流收費系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)驅(qū)動的智慧云控平臺、自動駕駛及貨車編隊、全新的出行體驗系統(tǒng)、自主知識產(chǎn)權(quán)系統(tǒng)等十個方面的改造。
智能高速,是對高速道路基礎(chǔ)設(shè)施的改造升級,其中包括2019年如火如荼的 ETC系統(tǒng)和V2X車路協(xié)同系統(tǒng)。
先把道路上的行駛信息數(shù)字化,再針對不同的應(yīng)用場景,提高信息的密度、準確度,為交通提供更高效的交通服務(wù),甚至于提供相關(guān)決策力。它是對高速智能的終極期望。
一、提升智慧高速
構(gòu)建智能高速的目標和建設(shè)將是分階段、分目標完成的,例如,智能高速上的攝像頭將更加密集,從現(xiàn)在的2公里一個,加密到1公里一個;每隔一段距離設(shè)置卡口,可以識別經(jīng)過的每一輛車車牌,實現(xiàn)跟蹤對違規(guī)行駛行為、實時反映路況等功能。
而這其中,關(guān)鍵的感知監(jiān)控方案,有很多講究的地方。電視節(jié)目中存在的問題比較清晰,局限于攝像機本身的缺陷,如易受環(huán)境影響,在光線差或強的環(huán)境下,誤判率高,檢測精度低,檢測距離短等。與此同時,路端的計算需要很強的算力,對云的帶寬和實時影響等等。
所以,在車流較大的路口或路口,單靠視頻方案很容易出現(xiàn)安全誤報、誤報等問題,不可能實現(xiàn)穩(wěn)定安全的智能道路目標。
而且激光雷達本身對光不敏感,無論白天黑夜都不影響它的感知效果,因此大大提高了感知的適應(yīng)性和準確性。與此同時,視頻方案在弱光、逆光以及強光環(huán)境下的檢測效果也容易出現(xiàn)圖像模糊甚至看不清的情況,尤其在夜間環(huán)境下,視頻方案基本上失效。
對激光雷達而言,不受光線條件的限制,在弱光、逆光、強光環(huán)境中,甚至夜晚,點云效果都能保持正常。
過去,高速公路上只使用過單線式激光雷達,主要用來區(qū)分車輛,以作交通流量調(diào)查,以及在收費站自動發(fā)卡車道輔助車型分類,以及作為車輛長寬高的判別(基于道路超限控制的需要,超過一定尺寸的車輛不允許駛?cè)敫咚?。
智能高速技術(shù)還處于起步階段,一些省份已經(jīng)不滿足于僅僅依靠攝像機獲取道路信息,開始嘗試各種傳感器融合,力求獲得高精度的路況信息,用來做提高調(diào)度指揮效率,減少事故,提升安全運行水平,但現(xiàn)在主要是以毫米波雷達配合攝像機的方案為主。
與紅外、視頻、激光等光學(xué)導(dǎo)引頭相比,毫米波導(dǎo)引頭能夠穿透霧、煙、塵,具有全天候全時的特點。常用來監(jiān)控道路上的車輛目標、速度。但是毫米波雷達也有其局限性,如對多目標跟蹤、靜止障礙物和小物體的監(jiān)視等方面存在缺陷。
與之相比,高線束激光雷達在分辨率、檢測精度、致密信息覆蓋等方面更勝一籌,可以滿足更高層次的自動駕駛和監(jiān)管要求。
例如, Innovusion (圖達通)公司推出的300線圖像級激光雷達,其線束可達市面上32線激光雷達的10倍,其分辨率與早期 VGA顯示相近,能獲得物體表面更多的反射點。
縱向方向角分辨率可精確到0.13°,是32線激光雷達的4.6倍,是唯一能分辨遠距離小物體的激光雷達。對于行人來說,實際可檢測和識別能力超過200米。對圖像級的激光雷達來說,多目標跟蹤監(jiān)控、靜止障礙物和微小物體的監(jiān)測是不受歡迎的。
線束超過百線的激光雷達,尤其是圖像級激光雷達,在性能和環(huán)境適應(yīng)性方面,已遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)的毫米波雷達和毫米波雷達。
- 路側(cè)激光雷達,勢在必行
像浙江、山東等省已開始探索在高速公路上實現(xiàn)自動駕駛,高速V2X項目也將獲得巨大的市場空間,但高速公路這類傳統(tǒng)領(lǐng)域?qū)τ谛庐a(chǎn)品的需求并不會立刻爆發(fā),需要不斷引導(dǎo)。
當(dāng)前,全國高速上已配置了約2萬臺激光雷達,用激光分型約2000臺,長寬檢測設(shè)備約3000臺,主要用于2019年底全國省界收費站取消項目。
智能高速,尤其是支持自動駕駛的高速公路,在諸如 RSU、邊緣計算機處理(Mobile EdgeComputing, MEC)、攝像頭、交換機、5 G網(wǎng)絡(luò)、路側(cè)終端平臺、終端平臺,部署激光雷達等其他設(shè)備。
它是一種傳感器單元,它能獲得包括道路靜態(tài)環(huán)境和移動物體三維空間信息在內(nèi)的高密度、級點云數(shù)據(jù)。
激光雷達相對于傳統(tǒng)的傳感器,其優(yōu)點是可以從點云圖像中,提取出通過道路斑馬線及斑馬線區(qū)域的行人、車輛等,清晰的人行道區(qū)域有利于劃定電子圍欄區(qū)域。
另外,其探測距離可達280米,利用超長探測距離可實現(xiàn)超視距探測,可為行駛車輛提供超視距預(yù)警信息和道路擁擠狀況。利用激光雷達采集的包括遠距離的點云數(shù)據(jù),經(jīng)網(wǎng)線或光纖傳輸?shù)?MEC,可對道路車流量和車輛等待時間進行統(tǒng)計,從而判斷道路擁擠狀況。
在不同距離上的道路信息包括通過 MEC通過 RSU反饋到用戶車輛端,使車輛能夠獲得遠距離的交通狀態(tài),從而達到交通預(yù)警的作用,防止碰撞等系列交通事故的發(fā)生。
通過 MEC系統(tǒng)將這些道路信息發(fā)送到終端服務(wù)器或展示平臺,以進行實時道路交通狀態(tài)監(jiān)控,或者進行數(shù)據(jù)的二次開發(fā)。
通過這些信息,車輛可以判斷車輛是否擁擠等情況,實時進行車輛運行狀態(tài)調(diào)整,選擇合適的行駛路線,有效避免碰撞等交通事故的發(fā)生。
Innovusion圖達通公司的路側(cè)激光雷達產(chǎn)品,可利用光脈沖,在100X40°的視場范圍內(nèi),包括周圍靜態(tài)環(huán)境和在路上行駛的行人。該雷達每秒可輸出一百萬點,并集中在100°水平方向上,可以產(chǎn)生級點云,更利于目標識別。
與毫米波雷達相比,具有高密度云量、大視角、遠距離探測性能的激光雷達,其性能比毫米波雷達、攝像機性能翻倍,因此在進行路端布置時,可有效減少沿路布置的數(shù)量,降低整體采購成本,提高系統(tǒng)可靠性。
- 從高速到普遍的巨大市場
當(dāng)前,高線束激光雷達在高速公路上的應(yīng)用還處于初步探索階段,正在全國范圍內(nèi)結(jié)合智慧高速和車路協(xié)同進行試點推廣。
目前,全國已通車的高速公路已超過15萬公里,今后10年內(nèi)在路側(cè)每250米布設(shè)一臺激光雷達,主要用于協(xié)助無人駕駛,并可替代現(xiàn)有的單激光交調(diào)、事件探測產(chǎn)品。
此外,在全國3萬多個收費站入口治超檢測項目中,對車輛做了長寬高尺寸的識別。公路應(yīng)用成熟后,逐步進入國省道和干線公路。前不久,山東交通運輸系統(tǒng)發(fā)布通知,將按照《2018-2022年》的要求,全面提升山東地區(qū)的信息化、數(shù)字化水平。
以“全國領(lǐng)先、遠結(jié)合、適度超前、先進實用、標準統(tǒng)一”為原則,以“全天候通行、全路段感知、全過程控制”為目標,加快推進濟青中線、京臺高速公路泰安至棗莊段兩個智慧高速公路項目建設(shè)目標。
目前,北京、河北有延崇、京雄、大興新機場;浙江有杭紹甬、滬杭等地;廣東有南沙大橋和廣興機場;江西有寧崇、京雄、大興機場;
必須強調(diào)的是,高速公路與其他行業(yè)相比存在著一定的行業(yè)壁壘,產(chǎn)品競爭的激烈程度遠遠不及一般的民用產(chǎn)品市場,產(chǎn)品質(zhì)量過關(guān),能夠準確把握用戶需求點很可能在短時間內(nèi)獲得大批量訂單。
根據(jù)高工智能汽車研究院發(fā)布的車路協(xié)同市場數(shù)據(jù)報告,未來五年內(nèi),國內(nèi)對路側(cè)(高速公路)激光雷達的需求規(guī)模將接近20億元。鑒于新基礎(chǔ)設(shè)施和5 G應(yīng)用速度加快,這一細分市場的需求可能會繼續(xù)擴大。
在未來五年內(nèi),城市公交、公交等一二線城市智能化升級將為未來五年內(nèi)交叉路口激光雷達帶來60億元的市場需求。
加快交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化,完善城市道路網(wǎng)信息采集系統(tǒng),推進數(shù)字高速建設(shè),為智能網(wǎng)聯(lián)應(yīng)用提供支撐,將成為未來高速智慧交通的發(fā)展趨勢和目標。