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抛砖引玉,飞凡R7上的PP-CEM是个什么?
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大家好,我是小舟工,NVH工程师。目前已经是Marvel R的车主,盲订R7。前阵子和车友聊天的时候发现大家对R7新的PP-CEM的视频一头雾水,那今天就和大家聊一聊相关内容,正好我大学专业就是传感器相关,也算专业对口。为什么飞凡要选用雨夜小狗作为视频主题呢?在解答这个问题之前,先要解答什么是PP-CEM像素级点云融合高阶智驾系统。

这一幕狗狗和我都一脸懵逼

首先,在聊枯燥乏味的传感器知识之前,我们先从生物学角度去审视一下这个世界。最常见的,大部分人都有的,就是我们身上的五感了,视觉、听觉、触觉、味觉、嗅觉,支撑着我们日常每一天的生活。正常走路的时候只需要视觉就可以走路了,有什么坑坑洼洼的提前看到提前绕开。但人类的眼睛到了晚上一片漆黑的时候,可视范围大幅下降,那么是不是就走不了路了呢?并不是,慢慢走,依赖我们的听觉察觉远处的动静,依赖我们的触觉去感受周边的环境,依旧可以在黑夜中正常行走。人体面对各种各样的环境,调用不同的感官应对,这样才可以充分保护我们自身安全避免受伤。

同样的道理,在自然界中动物也有着各种各样的探测本领。比如蝙蝠、海豚可以通过回声进行定位,蜘蛛通过8只单眼观察世界,也可以通过蛛丝震颤来感知远处的情况。多种多样的感知系统,让生物可以避开危险生活在这个多姿多彩的世界上。

现在车上摄像头也都向着8只眼睛去了

那么说了这么多题外话,也是时候言归正传了。了解一个东西,最直接的方法就是从名字入手。PP-CEM,全称是PIXEL POINT CLOUD COMPREHENSIVE ENVIRONMENT MODEL,逐字直译就是“像素”、“点”、“云”、“综合性的”、“环境”、“模型”。通过上面的这段生物方面的介绍,下半段的CEM综合环境模型大家想必已经有概念了,其实说穿了就是飞凡R7上把自己所有能探知到的信息集中在一起,从多方面多维度建立模型,决定自己应该如何驾驶。那么前面神神叨叨的PP包含的像素、点云这些概念又是什么呢?像素,即组成图像的最小独立元素;点云,即点数据集合。PP像素点云以我的理解指的是能够通过高精度的点云建立像素级的模型,其实是飞凡在吹自己探测及建模的精度高。

密密麻麻的点数据集合成了点云图

下一步就是解析,所谓的点云到底包含哪些点数据呢?这个其实飞凡官方现在也透露得清清楚楚了,激光雷达、4D成像雷达,这些都是已知的信息。

要理解高大上的激光雷达前,我们先说一下我们身边能看见的东西,激光测距仪。市面上常见的手持式激光测距仪测距原理基本可以归结为测量光往返目标所需要时间,然后通过光速c =299792458m/s 和大气折射系数n 计算出距离D。在使用层面上就是看到一个激光点,滴一声,距离出来了,非常简单。

激光测距其实已经随处可见

那么我们假想一下,假如有300个激光测距仪,分别记录每个测距仪的角度和前方探测到的点的距离,同时每秒在不同的角度测10次,是不是可以在三维坐标系当中画出一堆密密麻麻的点了?如果可以想象出来,那么恭喜你理解激光雷达点云数据的概念了。

从Luminar官网扒的,大家参考下吧

当然车载激光雷达实际探测使用的原理和手持激光测距仪并不相同,这个之后我会抽时间专门做详述,大家可以期待下,今天的讲解仅仅是在原理层面理解激光雷达如何提供点云数据。

除此以外,还有市面上现在几乎看不见,但飞凡一直在那边念叨的4D成像雷达,又是个什么东西呢?4D成像雷达说穿了是毫米波雷达的一种,但传统毫米波雷达只能提供距离、速度、方位角,相当于把整个世界压缩成了一个二维平面。这个显然是不合理的,一座桥挡不住汽车,但如果传统毫米波雷达不忽略这些静态目标,那么它给车子的信号就是赶紧刹停。

从二维层面看,这猫饼我该不该直接开过去呢?

而4D成像雷达还增加了纵向俯仰角,这意味着它能够分辨高度这一重要属性,一座桥和一座垮塌的桥在它眼中是截然不同的,桥下直接开过去就行,但垮塌的桥必须刹停,可以有效识别静态物体。

传统的中距雷达通常只有12个通道,而采埃孚的4D成像雷达高达192通道,测得的大量数据点也形成了PP-CEM点云数据的一部分。值得一提的是哪怕行人这种非金属目标也可以追踪10个点左右,可还原动作轨迹,这点是以前的毫米波雷达不敢想的精细程度。

4D成像雷达精确判断静态目标

其他常规的超高清摄像头、毫米波雷达、超声波雷达大家都很熟悉了,这边就不赘述。

那么PP-CEM当中的小横杠是什么意思呢?为什么不写成PPCEM呢?因为CEM除了激光雷达、4D成像雷达、超高清摄像头、毫米波雷达、超声波雷达这些提供的点云数据外,还有5GV-X和厘米级高精地图这两个辅助探测的手段,这两项是无法分类成点云的,更多的是体现CEM的COMPREHENSIVE这个概念。

那么为什么飞凡要选用雨夜小狗作为视频主题呢?在上面内容理解之后其实答案呼之欲出,因为其他品牌的智驾系统在同样状况下表现不如飞凡,才会拉出来吹嘘。难点在于两点,第一、雨夜对于传统以视觉摄像头为核心的智驾系统影响巨大,而R7上的PP-CEM视觉摄像头只是感知环境的一部分;第二、小狗作为低矮非金属的活动目标,探测难度是远高于汽车等常规目标的,还是在雨夜这种干扰影响因素巨大的情况下,如果没有R7上拥有的激光雷达和4D成像雷达非常难以发现。

现在再看这张图,是不是看出门道了呢?

综上所述,PP-CEM作为一套更接近在生物身上确认行之有效的感知体系,对环境的感知能力可以接近甚至超越人类,提供更多信息以便于安全驾驶,也是飞凡R7上相当值得期待的一点。

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