解读禾赛ET25:把激光雷达装风挡后,竟然这么难?

“你有没有想过,为什么没有车企把激光雷达装在风挡后面?”

4月14日,禾赛在春季新闻沟通会上,发布了一款全新的激光雷达:ET25。

禾赛的产品向来是把最关键的产品信息体现在产品型号上的。例如AT128,意味着这款雷达最大的亮点在于物理128线,拥有极高的分辨率和出点数。

照这么说,ET25难道只有25线吗?

当然不是。这个“25”,其实是说这款激光雷达的产品厚度只有25mm。作为对比,禾赛目前的拳头级产品AT128的厚度是48mm,ET25薄了近一半。

而禾赛如此挤压激光雷达的“生活空间”,其实目的只有一个:把激光雷达装进座舱,装进风挡后。实际上,禾赛ET25或许也是目前市面上唯一能被装进风挡后的车规级激光雷达了。

你此刻可能会有两个问题:为什么要把激光雷达装在风挡后?为什么别的厂商不这么做?

让我来一一解答。

激光雷达应该装在哪?

我们知道,激光雷达是一种独特的传感器,它探测距离远,精度高,且不受光线环境的限制,在黑漆漆的夜晚也能照常工作,甚至工作得更好。

这样一种传感器,对于摄像头这种天生受制于光线环境的传感器来说堪称“完美搭档”,大多数对高阶智能驾驶有追求的厂商都会选择在车上装至少一颗激光雷达。

不过,把激光雷达、尤其是面向正前方的主激光雷达装在哪,就成了一个令人头痛的问题。

目前,车企们布置前向主激光雷达主要有两种思路:

第一种,布置在保险杠或中网的位置,如奥迪A8、小鹏P5、极狐阿尔法S、阿维塔11等;

第二种,布置在车顶前挡风玻璃的顶部,如蔚来ET7、理想L9、飞凡R7、星纪元ES等。

前一种方式,可以让激光雷达“隐身”,最大限度照顾消费者们的审美,并且不影响整车外部设计。但由于安装位置过低,视野上肯定会有遮挡,在最远探测距离和盲区探测上都会有影响。

而后一种方式,直接让激光雷达站上“C位”,获得全车最佳的视野,显著提升探测性能。但缺点就是略显突兀,很多消费者表示车顶凸起来一块接受不了,并且对整车的风阻也有不良影响。

不难看出,激光雷达之所以难布置,就是因为要在“颜值”和“性能”间取舍,设计师和工程师没准得打一架才能决定最终的安装位置。

看到这你应该已经发现了:如果把激光雷达装在风挡后面,装进舱内,不就可以既获得更好的视野和性能,又不会凸出来、从而照顾到颜值了吗?

没错,这就是禾赛ET25的设计初衷:让激光雷达不再“拖累”颜值。

既然如此,在激光雷达需求量愈发高涨的现在,为什么一直没有量产车采用这种方案呢?

激光雷达装进风挡有多难?

实际上,如果要把激光雷达从车顶挪进风挡内,绝不仅是换个位置那么简单,还会伴随一系列的问题。

首当其冲的就是激光的发射和接收。

首先,乘用车上的挡风玻璃大多都是倾斜的,尤其是轿车,倾斜角度更明显。这就导致激光在穿透挡风玻璃时会出现折射现象,从而影响了激光雷达的精度,并且玻璃越厚越明显。

同时,挡风玻璃的面积很大,并且为了驾驶还不能贴颜色太深的太阳膜,因此挡风玻璃在生产时就会重点考虑红外线的阻隔率。红外线的阻隔率如果太低,车辆在被太阳照射时,车内的温度就会快速升高,影响车内的舒适度。

而激光雷达用的激光,波长多为905nm或1550nm,都属于红外线。这就导致,如果把激光雷达装在风挡后,反射回来的激光信号大部分都会被挡风玻璃吸收阻隔掉,激光雷达根本收不到回波,更别提精度了。

其次,目前的主激光雷达基本都是混合固态激光雷达,内部还是有机械式的扫描机构的。这就导致激光雷达的体积往往比较大,像禾赛AT128的48mm,不到5厘米的厚度,已经算不错了,但如果直接装进舱内,还是会很大一坨。

这是因为,所有集成于座舱上方的传感器都需要与挡风玻璃之间留有一定的空间,称为 Keep Out Zone (KOZ)。传感器的厚度越大,其所需要的 KOZ 也越大,侵占车内空间也就越大,甚至会阻挡驾驶员的视线,影响行车安全。

再有,由于机械扫描机构的存在,混合固态激光雷达在工作时是会有噪音的,如果直接装进舱内,对于NVH来讲也是一种灾难。

种种考量之下,虽然激光雷达装进风挡后看似很好,但却没有一家车企真正采用了这种方案。

禾赛ET25是如何做到的?

首先是挡风玻璃,为了最大限度减轻玻璃对激光雷达的影响,禾赛选择与国内最大的汽车玻璃供应商福耀集团合作,携手打造了一款专门适配于ET25的挡风玻璃,并在现场进行了签约仪式。

这种特制的挡风玻璃为激光雷达那一小块区域进行了专门的设计。

首先是降低了这部分玻璃的厚度,显著减少了折射对激光的影响,提高了激光雷达的精度。同时,针对这一小块玻璃的材料配比进行了调整并采用了镀膜工艺,最大限度上减少了玻璃对激光雷达波长近红外线的吸收和阻隔,提高了激光雷达信号的穿透率。

从现场的试装车效果来看,这块特制挡风玻璃与其他的并无明显区别,依旧是一整块玻璃,可见对激光雷达区域和其他区域的处理是在一整块玻璃上进行的。福耀方面表示,其实也可以采用挖孔&拼接的方式来实现,但就会导致挡风玻璃整体强度出现下降,因此采用了这种成本更高的工艺。

而在激光雷达自身上,首先是采用了与AT128不同的扫描机构,优化了光路设计,从而大幅缩小了产品的厚度,显著缩小了KOZ,还一并减小了噪音,让ET25在运转时的噪音低不足25分贝。

同时,ET25还采用了禾赛自研的新一代芯片化激光器&接收器,功耗得到了进一步降低,仅为12w,因此只需0噪音的被动散热设计即可满足工作需要。

更重要的是,ET25虽然功耗降了,但性能反而还提高了,尤其是最远探测距离,在10%反射率下可以达到250米(无风挡条件下,在风挡后安装时为225米),比现有的旗舰级产品AT128还远。

在其他关键参数上,ET25的FOV为120°(H) x 25°(V),最小分辨率仅为0.05°x 0.05°,点频超过300万点/秒。相比之下,AT128的最小分辨率只有0.1°× 0.2°,点频为153万点/秒,ET25的探测精度也迎来了提升。

不难看出,禾赛ET25在“把激光雷达装进风挡后”这件事上是堪称“煞费苦心”,不仅自身发力,迭代产品来迎合需求,还主动寻求与行业头部供应商福耀合作,推出完备的整合方案,进一步加速了量产装车的进程。

唯一遗憾的是,根据禾赛CEO李一帆的说法,ET25仍是一款比较超前的产品,预计大批量上车的节点要等到25/26年,最乐观也要到24年。

但无论如何,ET25这类产品的出现,对智驾行业也有着不可估量的影响。从今往后,很多碍于颜值、在激光雷达的用与不用上摇摆不定的厂商,或许会欣然投入融合感知方案的怀抱吧,毕竟激光雷达的存在对于智驾可靠性的提升可是实打实的。

对于这种超薄激光雷达和风挡后装方案 ,你的看法又是什么呢?欢迎在评论区与我们一起讨论。

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