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涨知识 | 高能效激光雷达如何赋能“环境友好之光“互联自动驾驶汽车
Oct 12, 2021 | By Velodyne Lidar

摘要:一份重大的社会和环境效益,由此开启。

Console for an connected autonomous vehicle

随着电动互联自动驾驶汽车 (CAVs) 的逐渐普及,将会带来重大的社会和环境效益。这些进展得益于自动驾驶汽车的能量转换效率提高和驱动方案升级,以及汽车制造商所使用的高效节能的零部件。

在国际发动机与汽车大会 (ICE2021) 期间,Velodyne Lidar高级副总裁 Mircea Gradu 和技术总监 David Heeren 在“节能自动驾驶汽车”环节发表了演讲,向与会观众介绍了高能效激光雷达传感器是如何大幅度提升电动汽车和自动驾驶汽车的性能,从而显著改善移动生态系统对环境的影响。

与传统的燃油车相比,电动汽车将消耗的能量转化为车轮动力,因此效率会高很多。而与人类驾驶车辆相比,电动互联自动驾驶汽车可以通过使用高级驾驶辅助系统 (ADAS) 的数据来优化运行操作,进而提升效率,同时也可以极大地减少道路车辆产生的气体总排放量并降低对环境的影响。

Advanced Driver Assistance Systems for connected and autonomous vehicles

激光雷达如何辅助互联自动驾驶汽车实现能源高效

互联自动驾驶汽车(以下简称CAVs)需要激光雷达传感器提供完整的车周360 度视场范围,以便进行导航和避免碰撞。这些传感器提供的感知数据使得CAVs 能够在所有照明条件下安全行驶。

电动 CAVs的能源效率在很大程度上取决于传感器套件和计算机堆栈的功耗水平。CAVs的传感、感知和决策任务以及执行这些任务所需的设备都有复杂的功率要求,而这些要求会影响到能源使用情况。

放弃燃油动力及人力驱动驾驶汽车,选择低功率零部件来最大限度地提高 CAVs 运行效率,不仅从环境效益,对于最大化增加和延长电动汽车及混合动力汽车的行驶里程和续航时间也至关重要。

不同激光雷达传感器的功耗标准并不相同

CAVs中两个不同激光雷达组件之间的功耗差异会产生潜在的重要影响。举个例子,让我们看看两个前向激光雷达的不同功耗:Velodyne 的 Velarray激光雷达,通常功耗是 15 W,另一个来自定向视图激光雷达制造商的传感器,通常功耗为 30-40 W,最高可达 55 W 。

这意味着单个传感器的功耗差异高达每辆车 0.04 kW,如果 CAVs使用四个传感器用于搭建环视感知系统,则差异可达 0.16 kW。根据联邦公路管理局的数据,2015年美国人的驾驶时长超过 840 亿小时。假设这些车辆中只有一半配备了单个传感器,那使用更低功率组合就可以节省 1.68 万亿kWh或 1.68 GWh。如此多的能源可以为超15万个美国普通家庭供电一年。

不同激光雷达传感器的功耗也会影响电动汽车的续航里程。新电动汽车通常每 100 英里消耗 24~50 kWh,或每英里 0.24~0.50 kWh。测试表明,使用其他激光雷达制造商的传感器而非 Velarray 会导致车辆增加 1/6~1/12的额外功耗,导致车辆行驶里程数减少约 8%~16%。

新指标需求

在评估传感器零部件如何影响 CAVs效率时,需要考虑的不仅仅是功耗,例如,还需要考虑与其他性能规格传感器的能耗比率。

功率比率需要考虑的因素包括视场范围与功率的比率、探测距离与功率的比率和分辨率比,通过它们可以深入了解在关键规格指标中实现类似性能所需的相对功率。

举个例子,让我们将 Velodyne 的 Velabit 传感器与市场上一些其他传感进行对比:

  • 每消耗1瓦特的功率,Velabit 的视场范围所提供的每平方覆盖范围是非 Velodyne 定向激光雷达的14 倍以上。
  • 而从每立方厘米体积和每克重量来看,Velabit 的视场范围所提供的每平方覆盖范围是非 Velodyne 定向激光雷达的10倍以上。
  • 每消耗1瓦特的功率,Velabit 的探测范围(单位:米)是非 Velodyne 定向激光雷达的 2 倍。
  • 而从每立方厘米体积和每克重量来看,Velabit 的探测范围是非 Velodyne 定向激光雷达的 2 倍。
  • 每消耗1瓦特的功率,Velabit 的分辨率远远超过非 Velodyne 定向激光雷达传感器。
  • 而从每立方厘米体积和每克重量来看,Velabit 的分辨率是非 Velodyne 定向激光雷达的 3 倍以上。

(欢迎阅读此前发布的文章《激光雷达的选择,如何影响电动汽车功率效率》,了解业界各种激光雷达传感器的视场范围功率比和探测距离功率比。)

要实现 CAVs的环保优势,低功率激光雷达必不可少

低功率零部件的选择需要与驱动方案升级和能量转换效率一起,被视为电动自动驾驶汽车有能力显著改善移动生态系统对环境影响的重要促成者。

Blog post based on a presentation by Mircea Gradu, SVP Automotive Programs for Velodyne Lidar, at SAE International’s ICE2021, the 15th Annual International Conference on Engines and Vehicles Sept. 12-15, 2021.

About Velodyne Lidar

Velodyne Lidar (Nasdaq: VLDR, VLDRW) ushered in a new era of autonomous technology with the invention of real-time surround view lidar sensors. Velodyne, a global leader in lidar, is known for its broad portfolio of breakthrough lidar technologies. Velodyne’s revolutionary sensor and software solutions provide flexibility, quality and performance to meet the needs of a wide range of industries, including robotics, industrial, intelligent infrastructure, autonomous vehicles and advanced driver assistance systems (ADAS). Through continuous innovation, Velodyne strives to transform lives and communities by advancing safer mobility for all.

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