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激光雷达集成热点:红外增透前挡风玻璃方案解析

发布时间: 2023-06-09 10:17:50来源:禾赛科技

车顶上、格栅处、车灯下……随着智能汽车的普及,激光雷达解锁了各种不同的安装位置,但目前看到的安装位置有个共同特点:都在车舱外。

激光雷达还能装在哪儿?一个显而易见的答案是:“舱内”


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将传感器安装在汽车座舱内,好处非常多。

首先,激光雷达安装在前挡风玻璃后,就与外部有了物理隔绝,有了玻璃这一层“保护”,可以免受外部环境、恶劣天气的干扰,比如激光雷达视窗上的尘土、雨雪都可以通过雨刮器进行清洁清理,无需额外的清洗装备。同时当车辆发生剐蹭时,也不容易撞坏激光雷达。

而且,由于被“隐藏”在车内,激光雷达还不会影响车的外形,车身完全可以保持原有的流畅度,不影响车身设计的风阻。


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激光雷达装在舱内示意图


舱内、舱外看似仅一片玻璃之隔,到底有什么区别?

今天我们就来好好聊聊舱内激光雷达的这片“专属”玻璃。

众所周知,太阳中的红外光大量照入会很容易让车内温度升高,因此为了更舒适的乘客体验以及减少使用空调的节能考虑,汽车挡风玻璃往往会采用特殊涂层将红外光在玻璃表面反射出去,以达到隔热的效果。

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汽车普通隔热玻璃阻隔红外光示意图


但通过往期科普,我们知道激光雷达是通过主动发射和接收红外激光进行环境感知。这样一来,激光雷达工作时发出的红外激光,经过汽车玻璃一出一进两次反射吸收,被探测到的光束将大幅减少,这将极大影响感知效果。

矛盾来了:为了隔热,汽车玻璃需要隔绝红外光,但是红外光正是激光雷达感知的关键。

具体影响会有多大呢?

经过测试,一束水平方向的红外激光往返透过普通隔热前挡玻璃后,信号将衰减 90%之多。实测显示,假如一个激光雷达的原始测远能力是 250 米,装在普通隔热玻璃后,光束测远能力将不足 60 米2,也就意味着,相同距离下,激光雷达原本强大的性能被普通前挡玻璃严重削弱,光束成像分辨率急剧下降


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普通隔热前挡玻璃对激光雷达成像分辨率的影响


“破局”的关键是想办法将玻璃升级为“红外增透玻璃”,也就是增加红外光透过率,减少信号衰减。

在解决这个难点上,禾赛科技和福耀集团一拍即合。福耀集团是国内最具规模、技术水平最高、出口量最大的汽车玻璃生产供应商,针对禾赛 ET25 的激光波段研发设计了特制红外增透玻璃,目前成功通过改善生产工艺、改变玻璃组合结构等方式,将激光雷达特征波段的红外激光透过率最高提升 3 倍3,在该领域填补了国内市场的空白,并进行了相关专利的布局。



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舱内激光雷达特制红外增透玻璃示意

(图源:福耀集团)


“升级”后的挡风玻璃,让安装在车舱内的激光雷达性能“不打折扣”。经过实测,现阶段的挡风玻璃后的激光雷达感知已非常出色。


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在实际应用时,并非需要将整块汽车前挡玻璃全部升级为“红外增透玻璃”,只需将影响激光雷达探测的 KOZ (Keep Out Zone) 区域进行特殊处理,其他区域维持原有玻璃材质即可,兼顾了“隔热需求”和“激光雷达感知需求”。


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特殊处理的 KOZ 区域示意


通过与福耀集团的强强联手,禾赛成功解决了挡风玻璃信号衰减难题,可以为车企提供一整套可落地量产的舱内集成激光雷达解决方案,满足汽车厂商对高清感知与车身美观流畅的极致需求。

ET25 的发布为激光雷达行业注入了新的活力。舱内和舱外都是可选的车载激光雷达安装方式,车企可以根据产品性能和外观设计进行搭配。对于消费者而言,除了黑科技感拉满的舱外安装方式,现在又多了一种外形更流畅的舱内安装方式,选择也更加丰富了。


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