【深度解析】华为高性能车规级激光雷达首发！开启智能驾驶新时代

12月21日，中国汽车工业协会主办的T10 ICV CTO峰会在上海召开，华为首次面向行业正式发布车规级高性能激光雷达产品和解决方案。华为融合感知产品部总经理段忠毅围绕高性能、车规级、规模量产，对激光雷达产品和解决方案进行了全面的阐述。

<华为融合感知产品部总经理段忠毅>

一、激光雷达设计

相比毫米波雷达和摄像头，激光雷达在目标轮廓测量、角度测量、光照稳定性、通用障碍物检出等方面都具有极佳的能力。而在难点场景下，例如城区非规范行人、非规范道路，甚至是非规范驾驶的行为，急需激光雷达来解决。可以说激光雷达是解决连续自动驾驶体验的关键传感器，其带来的智能驾驶体验将远超任何一个已商用的智能驾驶系统。

一）迎难而上

华为激光雷达产品的研发始于2016年，该团队访问了大量的TOP车企，倾听对激光雷达产品的需求，同时遍寻产业链厂家，经过半年的调研明确了方向：要做一款高性能、车规级、能够大规模量产的激光雷达，基于此定位，激光雷达团队启动“爬北坡战略”。

众所周知，从珠穆朗玛峰北坡登顶要比南坡困难许多。华为一开始就选择了面向乘用车的前装量产的产品化开发，而没有选择从传统旋转机械式激光雷达切入，前者难度要高很多。

二）场景思维

实际行驶过程中的6大难点场景：



1.远距小障碍物
毫米波雷达的角分辨率不够，摄像头对远端的通用障碍物识别不够，而这种场景下激光雷达就可能及时识别。

2.近距离加塞
这种场景在中国道路上尤其常见，毫米波雷达的角分辨率不够，摄像头通常来说需累计多帧，需要几百毫秒才可以确认加塞，而激光雷达由于精确的角度测量能力和轮廓测量能力，可以2-3帧确认加塞，百毫秒内做出判断。

3.近端突出物
毫米波雷达和摄像头相对不足，而激光雷达可以做出快速判断。

4.隧道场景
摄像头在光线亮度发生突然变换的场景有致盲情况发生，而毫米波雷达一般不识别静止物体，如果隧道口刚好有一个静止车辆，这时就需要激光雷达的准确识别能力。

5.十字路口
无保护左拐场景对激光雷达的大角度全视场测量能力有很大考验，需要同时满足大视场和远距测量能力。

6.地库场景
毫米波雷达由于多径反射性能不佳，而光线强弱变化又会影响摄像头的性能，这时激光雷达独特的优势就可以得到发挥。

三）解决方案

根据难点场景设置解决方案：

高速场景要看的远，需要看到200米之外的车，这决定了激光雷达的测距规格。

复杂路口要看的宽，这决定了激光雷达的水平FOV。

近端要很好的应对加塞并看到突出物，这就决定了激光雷达的垂直FOV。

四）参数确认

基于场景分析，华为设计、开发了这款96线中长距激光雷达产品，可以实现城区行人车辆检测覆盖，并兼具高速车辆检测能力，更符合中国复杂路况下的场景。

1.大视野120°×25°，应对城区、高速等场景的人、车测距诉求

2.全视野中，水平、垂直线束均匀分布，不存在拼接、抖动等情况，形成稳定的点云对后端感知算法非常友好

3.小体积，适合前装量产车型需求



五）雷达结构

激光雷达是光机电一体化的产品，需要光机电多领域深度整合。

得益于ICT领域光学设计、信号处理、整机工程等长期积累，华为重构了激光雷达的核心部件，包括发送模块，接收模块和扫描器，比如：

1.华为选择微转镜扫描器架构，不是简单的做微转镜，而是解构了电机、轴承等关键部件，通过精准的扫描控制，提升点云精度的稳定性与一致性。

2.收发端通过精准的光路控制，精巧的电路设计来提升收发模块的光电转换效率，而这，也是华为重点投入的方向。

二、雷达性能测试

满足性能仅是车规级激光雷达的第一步，真正做到车规级，还面临诸多可靠性问题。华为车载激光雷达的可靠性不仅来源于车规级器件选型、还依赖整体架构设计以及海量可靠性测试验证。

电机作为核心部件，车规能力一直是行业关注的重点，华为凭借了20年深厚的机电能力积累和25亿次电机可靠性测试经验，设计了满足车规要求的激光雷达扫描电机。

1.加速老化测试



<电机轴承加速寿命测试>

视频中显示的是通过增加负载进行的加速老化测试，华为激光雷达电机可靠性，满足最严苛车企对激光雷达工作寿命的要求。

2.复杂环境测试

针对车规要求的高低温湿热，水压、振动、盐雾、人眼安全、EMC（电磁兼容）、碎石冲击等场景，华为都严格按照ISO国际标准执行，甚至基于TOP车企的特殊要求，做了更加严苛的测试。华为有信心成为全球第一个真正车规的高线束激光雷达的供应商。



3.实际安装适配

另外，华为激光雷达产品的定位是前装量产，必然要考虑激光雷达实际安装适配问题，如安装数量、安装位置，以及在运行中碰到的环境适应性问题。

目前，华为已有多个车型的配套经验，对于造型匹配、安装位置以及环境工程领域都积累了丰富的经验。

4.不同的场景应用

激光雷达配置方案也有差别

仅面向高速巡航的场景，配置一个前向激光雷达可以很好的应对龙门架、隧道场景、ETC抬杆等问题，目前有安装在前保险杠和车顶两种位置的趋势。

如果要实现从家到公司全场景连续性智能驾驶体验，则必须解决城区巡航、园区泊车等诸多挑战。例如大路口复杂交通情况，快递小哥骑摩托车、行人乱穿马路这种场景，需要配置3个激光雷达，实现300°基本无死角的覆盖。

除造型、布置外，清洗、加热是激光雷达解决方案必须要考虑的另外两个功能。

在激光雷达被脏污覆盖的场景下，可使用智能清洗系统，华为做了大量测试来验证不同的喷嘴、不同的位置、不同水压的清洗效果。由于行驶过程中也需要清洗，为了很好地测试这个场景，华为自主设计了智能清洗风洞系统，模拟在130km/h下清洗能力，然后再测试不同的喷嘴和压力对清洗效果的影响，得到宝贵的一手数据。



<风洞清洗测试，模拟在130km/h下清洗能力>

除了智能清洗系统外，华为也开发了智能加热系统。在被霜、雾、凝露、薄冰覆盖的场景，激光雷达内置的智能加热系统会自动启动。



<融冰测试，2分钟除冰效果>

三、雷达批量生产准备

依托在光通讯领域积累的精密制造能力以及先进工艺装备实验室，华为快速建立了第一条车规级激光雷达的Pilot产线。面向百万级量产需求，华为已按照年产10万套/线在推进，以适应未来大规模量产需求。



过去两年时间，华为激光雷达完成了产品的场景需求定义、开发设计，在测试验证、生产制造也有了充分的积累。华为希望把激光雷达带入每一辆车，开启智能驾驶新时代。