日产基于激光雷达智能驾驶 - ProPilot详解

估计不少人都看到日本企业在自动驾驶等智能化方面没有那么激进，从上次文章《透过2021全球自动驾驶成绩单 -看哪家豪横，勤奋，介入少，自动驾驶主要问题》也看到丰田和日产也就四五台车在进行路试，但是日本的品牌可也是时刻保持关注和测试。这也是日本汽车企业除了精益生产的又一优良特点，他们可能不激进的应用但他们可是保持着一定的跟踪和研发，他们不但只赚眼前的钱而且还看长远的发展，保持技术储备，这一点国内很多特别是传统企业需要学习。

最近日产在其最新技术研讨会上发布了其新的智能驾驶技术方案，将采用国外著名激光雷达Luminar的激光雷达，计划应该在2025年大批量产上市。其实日产在雷诺日产三菱联盟当中领衔智能驾驶开发，而且日产早在2019年就应用了脱手的辅助巡航驾驶ProPilot 2.0。

所以今天我们将借用日产发布资料来看看其未来带激光雷达的ProPilot的

Nissan 带激光雷达ProPilot的方案
Nissan 带激光雷达ProPilot的理念

希望能给大家一些思考和启发

Nissan ProPilot的方案首先，直接看Nissan采用什么硬件来实现其智能驾驶，目前高阶智能驾驶如我们之前文章视觉为王-小鹏以及特斯拉的自动驾驶方案中描述的一样，大都都采用视觉和多种传感器融合方案。

日产将要量产带激光雷达的ProPilot采用硬件如下：

10个摄像头，1个前置摄像头用于探测前方视野，2个前方视野摄像头布置于车顶左右两侧应该是和我之前讲蔚来ET5,和ET7的一样（2021 NIO Day -你想知道的（ET5,以及自动驾驶，智能座舱）），2个后视摄像头布置于翼子板左右两侧，1个后视布置在车顶鲨鱼鳍处来识别后部环境，这6个摄像头组成视觉360度视野，另外4个属于鱼眼摄像头，前后各一个，左右后视镜各一个应该用来泊车等。

7个毫米波雷达，4个短距雷达布置车辆4个角落，前面1个长距雷达，后面2个长距雷达。这个组合方式没有太看懂，数量很多。

1个激光雷达，激光雷达采用luminar的激光雷达，布置于前方车顶。1个高精地图模块。

超声波传感器，没有提到，超声波传感器属于比较传统而且价格也低廉一般用于泊车障碍的识别（当然在透过特斯拉自动驾驶传感器以及芯片看其高利润秘诀文中也讲到特斯拉在变道也使用这个传感器）。

这种传感器的组合和布置方式和蔚来汽车ET5,ET7的布置方式基本一致，当然蔚来前视采用双目，日产采用单目，但布置的位置基本一致。所以根据这种硬件方式明显可以看到未来五年市场上大部分的智能驾驶体验应该都会像小鹏蔚来那个方向同质化- L2++。其实看完了硬件布置方案，对于其软件方案，也很明确了基于AI 人工智能的算法结构，多种传感器冗余的感知加上高精地图定位的智能驾驶方案。

根据上图，可以看到毫米波雷达，视像头，激光雷达分别进行处理，然后融合进行环境整合定位。

Nissan ProPilot 的理念其实虽然每家主机厂采用的技术底层是一样的，但是智能驾驶的理念不一样，当前我们新势力可能更加激进的进行功能的创新和体验，但对于很多老牌主机厂他们更多带有安全为先的理念，为什么呢？这个其实可以看我之前关于汽车动态性能的文章（汽车操稳性能评价以及测试），当前智能驾驶和之前汽车对于驾驶稳定和速度发展过程类似，人家品牌发展吃过太多亏也被罚过不少钱。所以日产提出基于安全的前提下的两种方法来达到自动驾驶。

识别所有的影响安全的场景以达到100%的安全。一步一步增强自动级别

如果我们之前文章Cruise以及其自动驾驶技术中讲的当前自动驾驶方案其实大家都花大力气用在做长尾理论场景识别，日产也是同样的观点。

根据2019日本交通安全的数据，210万公里行驶产生一次小伤事故，行驶2450万公里产生一次大伤事故，23700公里产生一次死亡事故。所以日产认为要识别所有的驾驶场景以达到100%的安全，那么日产需要3万台车跑一年才能采集到所有数据尽可能达到识别所有驾驶场景。

所以日产提出他的方法，根据安全盾概念的一步一步增强自动级别的方案，根据盾的级别来进行响应动作。它定义了五种区间：

Zone A 安全没有隐患
Zone B 安全隐患已经出现
Zone C 可能出现碰撞
Zone D 碰撞已经难免
Zone E 碰撞之后

Zone A和B的时候，主要采取人工智能识别以及V2X来处理，例如根据AI提示道路选择道路，根据V2X信息来选择路径等。

Zone C 也就是可能出现碰撞的区域，日产大概讲了下使用其“道路真值感知”技术，应该就是基于激光雷达的融合感知，加上其精细的运动控制来预防碰撞。

Zone D和Zone E 没有多讲，这个时候更多是现有被动安全范畴了。回到刚才讲的“道路真值感知”，就是多种传感器优势融合的方式。

例如摄像头对于道路物体的识别有天然优势但他是2D数据而且需要强大的处理器处理。毫米波雷达对于运动的速度和距离识别有天然优势但无法识别物体，另外延迟的缺点。激光雷达能够稳健的感知环境的3D外形，但对于雨雾沙尘适应性差点。所以日产通过多种传感器融合优势互补来实现其“道路真值感知”。而且日产提到其将采用Luminar下一代激光雷达，一般讲激光雷达的参数我们会用三个词：

FOV也就是Field of view视场，探测角度，包括水平和垂直角度
Detection distance 也就是探测最大距离
角分辨率Resolution

对于视场，除了视场的水平宽度，垂直的高度是当前大家的难点，日产表示其下一代激光雷达未来垂直视场能达到25-40度，而当前大家的垂向视场普遍都是10度以下，而现在日产和Luminar 的激光雷达的垂向视场已经达到25-30度。对于有效探测长度，日产能达到300m而当前一般都在150m（例如通过广州车展-看自动驾驶激光雷达中大部分都是150m），其实蔚来汽车当前采用图达通的也差不多甚至超过300，ET7宣传500m这个有点不厚道不讲反射率。对于角分辨率当前市场上分辨率在0.25到0.1度，日产宣传未来其激光雷达角分辨率小于0.05度。

所以多种融合，通过对动态交通的3D跟踪，长距精准感知，SLAM动态即时定位与构图来使感知稳健。