激光雷達(dá)正在激活百億新市場(chǎng)

智慧高速公路是浙江率先在杭州灣率先提出的“超級(jí)高速”概念，在大數(shù)據(jù)、人工智能、5 G、自動(dòng)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(tái)、杭紹臺(tái)、杭紹臺(tái)、杭紹臺(tái)、杭紹臺(tái)、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(shí)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(wú)線充電系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛路測(cè)系統(tǒng)、自由流收費(fèi)系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智慧云控平臺(tái)、自動(dòng)駕駛及貨車編隊(duì)、全新的出行體驗(yàn)系統(tǒng)、自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)系統(tǒng)等十個(gè)方面的改造。

智能高速，是對(duì)高速道路基礎(chǔ)設(shè)施的改造升級(jí)，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(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，提高信息的密度、準(zhǔn)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(duì)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(biāo)和建設(shè)將是分階段、分目標(biāo)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(gè)，加密到1公里一個(gè)；每隔一段距離設(shè)置卡口，可以識(shí)別經(jīng)過(guò)的每一輛車車牌，實(shí)現(xiàn)跟蹤對(duì)違規(guī)行駛行為、實(shí)時(shí)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(wèn)題比較清晰，局限于攝像機(jī)本身的缺陷，如易受環(huán)境影響，在光線差或強(qiáng)的環(huán)境下，誤判率高，檢測(cè)精度低，檢測(cè)距離短等。與此同時(shí)，路端的計(jì)算需要很強(qiáng)的算力，對(duì)云的帶寬和實(shí)時(shí)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(bào)、誤報(bào)等問(wèn)題，不可能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定安全的智能道路目標(biāo)。

而且激光雷達(dá)本身對(duì)光不敏感，無(wú)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(zhǔn)確性。與此同時(shí)，視頻方案在弱光、逆光以及強(qiáng)光環(huán)境下的檢測(cè)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(duì)激光雷達(dá)而言，不受光線條件的限制，在弱光、逆光、強(qiáng)光環(huán)境中，甚至夜晚，點(diǎn)云效果都能保持正常。

過(guò)去，高速公路上只使用過(guò)單線式激光雷達(dá)，主要用來(lái)區(qū)分車輛，以作交通流量調(diào)查，以及在收費(fèi)站自動(dòng)發(fā)卡車道輔助車型分類，以及作為車輛長(zhǎng)寬高的判別(基于道路超限控制的需要，超過(guò)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(jī)獲取道路信息，開(kāi)始嘗試各種傳感器融合，力求獲得高精度的路況信息，用來(lái)做提高調(diào)度指揮效率，減少事故，提升安全運(yùn)行水平，但現(xiàn)在主要是以毫米波雷達(dá)配合攝像機(jī)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(shí)的特點(diǎn)。常用來(lái)監(jiān)控道路上的車輛目標(biāo)、速度。但是毫米波雷達(dá)也有其局限性，如對(duì)多目標(biāo)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(dá)在分辨率、檢測(cè)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(dòng)駕駛和監(jiān)管要求。

例如， Innovusion (圖達(dá)通)公司推出的300線圖像級(jí)激光雷達(dá)，其線束可達(dá)市面上32線激光雷達(dá)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(diǎn)。

縱向方向角分辨率可精確到0.13°，是32線激光雷達(dá)的4.6倍，是唯一能分辨遠(yuǎn)距離小物體的激光雷達(dá)。對(duì)于行人來(lái)說(shuō)，實(shí)際可檢測(cè)和識(shí)別能力超過(guò)200米。對(duì)圖像級(jí)的激光雷達(dá)來(lái)說(shuō)，多目標(biāo)跟蹤監(jiān)控、靜止障礙物和微小物體的監(jiān)測(cè)是不受歡迎的。

線束超過(guò)百線的激光雷達(dá)，尤其是圖像級(jí)激光雷達(dá)，在性能和環(huán)境適應(yīng)性方面，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的毫米波雷達(dá)和毫米波雷達(dá)。

• 路側(cè)激光雷達(dá)，勢(shì)在必行

像浙江、山東等省已開(kāi)始探索在高速公路上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛，高速V2X項(xiàng)目也將獲得巨大的市場(chǎng)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(huì)立刻爆發(fā)，需要不斷引導(dǎo)。

當(dāng)前，全國(guó)高速上已配置了約2萬(wàn)臺(tái)激光雷達(dá)，用激光分型約2000臺(tái)，長(zhǎng)寬檢測(cè)設(shè)備約3000臺(tái)，主要用于2019年底全國(guó)省界收費(fèi)站取消項(xiàng)目。

智能高速，尤其是支持自動(dòng)駕駛的高速公路，在諸如 RSU、邊緣計(jì)算機(jī)處理(Mobile EdgeComputing, MEC)、攝像頭、交換機(jī)、5 G網(wǎng)絡(luò)、路側(cè)終端平臺(tái)、終端平臺(tái)，部署激光雷達(dá)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(dòng)物體三維空間信息在內(nèi)的高密度、級(jí)點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

激光雷達(dá)相對(duì)于傳統(tǒng)的傳感器，其優(yōu)點(diǎn)是可以從點(diǎn)云圖像中，提取出通過(guò)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(cè)距離可達(dá)280米，利用超長(zhǎng)探測(cè)距離可實(shí)現(xiàn)超視距探測(cè)，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(dá)采集的包括遠(yuǎn)距離的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，經(jīng)網(wǎng)線或光纖傳輸?shù)?MEC，可對(duì)道路車流量和車輛等待時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，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(guò) MEC通過(guò) RSU反饋到用戶車輛端，使車輛能夠獲得遠(yuǎn)距離的交通狀態(tài)，從而達(dá)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(guò) 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(tái)，以進(jìn)行實(shí)時(shí)道路交通狀態(tài)監(jiān)控，或者進(jìn)行數(shù)據(jù)的二次開(kāi)發(fā)。

通過(guò)這些信息，車輛可以判斷車輛是否擁擠等情況，實(shí)時(shí)進(jìn)行車輛運(yùn)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(dá)通公司的路側(cè)激光雷達(dá)產(chǎn)品，可利用光脈沖，在100X40°的視場(chǎng)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(dá)每秒可輸出一百萬(wàn)點(diǎn)，并集中在100°水平方向上，可以產(chǎn)生級(jí)點(diǎn)云，更利于目標(biāo)識(shí)別。

與毫米波雷達(dá)相比，具有高密度云量、大視角、遠(yuǎn)距離探測(cè)性能的激光雷達(dá)，其性能比毫米波雷達(dá)、攝像機(jī)性能翻倍，因此在進(jìn)行路端布置時(shí)，可有效減少沿路布置的數(shù)量，降低整體采購(gòu)成本，提高系統(tǒng)可靠性。

• 從高速到普遍的巨大市場(chǎng)

當(dāng)前，高線束激光雷達(dá)在高速公路上的應(yīng)用還處于初步探索階段，正在全國(guó)范圍內(nèi)結(jié)合智慧高速和車路協(xié)同進(jìn)行試點(diǎn)推廣。

目前，全國(guó)已通車的高速公路已超過(guò)15萬(wàn)公里，今后10年內(nèi)在路側(cè)每250米布設(shè)一臺(tái)激光雷達(dá)，主要用于協(xié)助無(wú)人駕駛，并可替代現(xiàn)有的單激光交調(diào)、事件探測(cè)產(chǎn)品。

此外，在全國(guó)3萬(wàn)多個(gè)收費(fèi)站入口治超檢測(cè)項(xiàng)目中，對(duì)車輛做了長(zhǎng)寬高尺寸的識(shí)別。公路應(yīng)用成熟后，逐步進(jìn)入國(guó)省道和干線公路。前不久，山東交通運(yùn)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(guó)領(lǐng)先、遠(yuǎn)結(jié)合、適度超前、先進(jìn)實(shí)用、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一”為原則，以“全天候通行、全路段感知、全過(guò)程控制”為目標(biāo)，加快推進(jìn)濟(jì)青中線、京臺(tái)高速公路泰安至棗莊段兩個(gè)智慧高速公路項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)。

目前，北京、河北有延崇、京雄、大興新機(jī)場(chǎng)；浙江有杭紹甬、滬杭等地；廣東有南沙大橋和廣興機(jī)場(chǎng)；江西有寧崇、京雄、大興機(jī)場(chǎng)；

必須強(qiáng)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(jìng)爭(zhēng)的激烈程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及一般的民用產(chǎn)品市場(chǎng)，產(chǎn)品質(zhì)量過(guò)關(guān)，能夠準(zhǔn)確把握用戶需求點(diǎn)很可能在短時(shí)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(chǎng)數(shù)據(jù)報(bào)告，未來(lái)五年內(nèi)，國(guó)內(nèi)對(duì)路側(cè)(高速公路)激光雷達(dá)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(xì)分市場(chǎng)的需求可能會(huì)繼續(xù)擴(kuò)大。

在未來(lái)五年內(nèi)，城市公交、公交等一二線城市智能化升級(jí)將為未來(lái)五年內(nèi)交叉路口激光雷達(dá)帶來(lái)60億元的市場(chǎng)需求。

加快交通運(yùn)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(jìn)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(lái)高速智慧交通的發(fā)展趨勢(shì)和目標(biāo)。