搭载了激光雷达，小鹏P5在城市中也能根据导航提供驾驶辅助了

    [汽车之家 电动车技术]  近日，小鹏汽车的工程师在其朋友圈发布了两段小鹏P5城市NGP（Navigation Guided Pilot）智能导航辅助驾驶系统（下简称“城市NGP”）实车路试视频。小鹏P5这款车预计会在9月份正式上市，而城市NGP功能应该要到明年第一季度才能通过OTA空中升级的方式推送到购买了选装包的用户车上。小鹏此前已经在旗下P7上搭载了高速NGP导航辅助驾驶以及VPA停车场记忆泊车这两项高级别驾驶辅助功能。城市NGP率先搭载小鹏P5车型，使得该车驾驶辅助系统的应用范围和竞争力大大增加。下面我们就深入来了解下小鹏即将推出的城市NGP有什么样的技术亮点。

● 小鹏P5什么车型具备城市NGP功能？

    从小鹏官网的配置表来看，只有P5 550P和600P车型能够选装城市NGP功能。价格更低的550E车型由于没有配备激光雷达硬件，所以不能选装城市NGP功能。详细车型参数对比可以参看下表：

● 实现城市NGP的关键——激光雷达

    小鹏P5上的激光雷达来自Livox览沃。Livox览沃科技是DJI大疆创新内部孵化成立的独立公司，致力于提供高性能、低成本的激光雷达传感器，并且应用于自动驾驶、智慧城市、移动机器人等多个行业。

    该雷达的探测距离约为150米，视场角度为120°（水平）X 25°（垂直），等效点云密度为144线，角分辨率为0.2°（水平）X 0.3°（垂直），数据量为40万点/秒，等效帧率为20Hz。

    相比起毫米波雷达，HAP激光雷达的探测距离并不逊色，同时对环境的描绘更为细腻，能够更好地检测诸如行人、自行车、雪糕桶等细小目标物体。相比起摄像头对光线有一定要求，激光雷达能够在灯光昏暗的夜间很好地工作。

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『Livox览沃HAP激光雷达目标识别展示视频』

    与此同时Livox览沃HAP激光雷达具备选择ROI（Region Of Interest，感兴趣区域）的功能，能够选取激光雷达前方视场内的特定区域进行重点高精度扫描，获得更高精度的环境信息，这有利于提升障碍物的识别精度。而前面提到的20Hz等效帧率指的是ROI区域的扫描频率。具体来说，当激光雷达以10Hz扫描整个视野范围时，ROI区域的扫描频率为20Hz。

    正是这种非重复式扫描工作方式，使得HAP激光雷达在10Hz扫描频率下（即0.1s扫描周期），达到了144线传统机械式激光雷达的点云密度。这就是144线等效点云密度的由来。

    这与人眼对视野中央位置得物体看得更清有异曲同工之妙（人的视网膜中央区域有个叫“中央凹”的部位，这里的视锥细胞与双极细胞一一对应，该区域的视觉最为敏锐而精确）。所以有人把双棱镜激光雷达的这种特性称为“类视网膜特性”。

    采用这种激光的优势是硬件制造成本低，但激光穿透力弱，受到日光干扰相对较大，同时由于905nm波长的激光能量较高，有可能伤害人眼，所以需要在激光雷达上应用更多的保护措施。1550nm波长的激光雷达虽然性能更强悍，激光更安全，但目前造价依然过于昂贵。所以对于民用汽车来说，采用905nm波长的激光雷达依然是目前的性价比之选。

    虽然说Livox览沃HAP激光雷达内部也有旋转部件，但和传统的机械式激光雷达相比（传统机械式激光雷达的发射模块、接收模块和透镜都在旋转）。Livox览沃HAP激光雷达的激光发射和接收部件都是固定的，只有棱镜是运动的，加上采用了非重复扫描工作方式，所以其可靠性和稳定性都更有保障，标定起来也更为简单。

● 激光雷达如何助力小鹏P5城市NGP？

    小鹏P5上有2个激光雷达、5个毫米波雷达、12个超声波雷达、4个环视摄像头、9个高感知摄像头以及高精度GPS。相比P7，P5少了1个高感知摄像头，但增加了2个激光雷达。新增的HAP激光雷达正是实现城市NGP应用的关键。

    面对城市NGP遇到的典型工况（如十字路口、右转专用道、掉头专用道等），HAP激光雷达比毫米波雷达更有优势。而相比摄像头，激光雷达对于静止障碍物的识别准确得多，受光照影响更小，这是城市NGP必须引入激光雷达的重要原因之一。

    正所谓术业有专攻，HAP激光雷达目前无法有效识别路面的标志，如分道线、各种指引箭头；也无法分辨限速标识和红绿灯状态信息。这恰好是摄像头的强项。所以说小鹏P5上的每一个环境识别传感器都有其存在的意义，它们各自发挥自身的长处、相互协作，有效提升目标检测能力、弱光条件下的整车感知性能，实现NGP功能用户体验的优化。

● 英伟达的Xavier域控制器

    Xavier域控制器目前已经在量产P7车型上得以应用，在这套“大脑”上运行的高速NGP以及VPA停车场记忆泊车功能都有着可圈可点的表现。P5将继续沿用Xavier域控制器作为城市NGP的计算核心，可见该域控制器的计算能力是得到小鹏认可的。未来采用Xavier域控制器的P7改款或换代车型有很大机会通过增加激光雷达来增加城市NGP功能。

    毕竟，上述这些都是驾驶辅助系统，驾驶员在使用它们时还是需要监控环境状况的。人类驾驶员的存在，其实分担了大量算力需求。自动驾驶车辆由于需要在无人接管情况下处理各种突发情况，所以需要大量算力冗余。就好比有人花上万元买一台能够畅玩3A游戏大作的电脑，其实平时大部分时间也只是用来打打字、上上网、看看视频而已。

    小鹏具备智能驾驶系统全栈自研能力，自研了车辆端的视觉感知、传感器融合、规划、定位、决策、控制等方面，同时形成了数据和算法的全闭环。

    拼硬件算力的比赛还将继续，小鹏也将不甘后人。而在软件迭代的赛道上，小鹏凭借数据和算法闭环以及全栈自研能力，已经在业内积累了明显的优势。这也是小鹏未来车型产品的最为重要的核心竞争力。

● 小鹏工程师公布的两段视频解读

■ 第一段视频

    小鹏工程师朋友圈目前已经发布了两段P5城市NGP功能实车路试视频，第一段视频时长较短，演示的是车辆在红绿灯十字路口自主变道左转的场景。这个简短的视频展示了目前P5城市NGP功能已经达到了一个能用的水平，但依然有提升空间。

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『P5城市NGP功能实车路试视频1：路口左转』

    这是因为车头转过去目标道路的方向后，摄像头才“看”到目标车道的分道线，系统才进行车道选择，然后对车辆方向进行调整。如果能够更好地利用高精度地图数据的话，或许能做到打一把方向直接左转进入目标车道这样的骚操作。值得称赞的是，小鹏城市NGP功能在进行每一步车辆控制前，都会给予驾驶员清晰的语音提示，让驾驶员能够心里有数。在中汽中心CCRT最新智能电动汽车评价规程中，就会对驾驶辅助系统自主控制车辆过程中能否给予驾驶员及时、清晰的提示作出评价。此前参与过CCRT评价的P7车型在相关项目中就取得过不错的分数，P5目前良好的表现也在我们意料之中。

■ 第二段视频

    小鹏工程师发布的第二个视频的时长较长，展示了小鹏P5城市NGP功能根据导航路线，辅助驾驶员将车辆从设定路线起点开往设定路线终点的整个过程，路线全长11km，驾驶员全程无接管。

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『P5城市NGP功能实车路试视频2：日间综合测试』

    从车辆实际运行状态来看，摄像头+激光雷达+毫米波雷达三重感知融合让车辆在城市这样一个复杂的应用场景中具备稳定的环境感知表现，从而为车辆控制决策提供可靠的依据。

    在市区，经常会有车辆因为临时上落客而要在路边临停，绕行静止车辆自然也成为了城市NGP功能的必修课。

    无保护右转考验的是车辆四周环境感知传感器的探测能力、软件对传感器数据的融合能力以及根据环境数据对车辆进行行为规划的能力。

    小鹏工程师公布视频中的P5，其上搭载的城市NGP还是测试版本，在真正OTA推送前还会进行大量的优化工作。小鹏P5城市NGP的最终表现还是要等OTA推到车上以后才能见分晓。从目前披露的视频来看，小鹏P5城市NGP的基本功能都已经达到可用级别，未来几个月应该进入到性能调优阶段。我期待小鹏P5城市NGP正式版软件的体验能够更进一步，给大家一个惊喜。

● 逐步扩大的使用范围

    根据官方消息，小鹏城市NGP功能的使用范围会逐步扩大，开放顺序从省道，到国道再到复杂的县城道路。该消息反映了厂家需要对可以使用城市NGP功能的道路进行实际路试，也透视出小鹏城市NGP功能对于高精度地图数据的需求。

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『激光雷达构建高精地图演示视频』

    假设日后激光雷达这个配置变得非常普遍后，每一台安装了激光雷达的汽车都能成为高精地图数据采集车。通过5G高速传输、大数据采集分析、云平台共享等技术，提升高精地图数据更新频率，这样就能进一步优化基于激光雷达的城市NGP功能体验。未来自动驾驶时代的到来，同样少不了无限逼近实时更新的高精度地图。

● 全文总结：

    小鹏P5城市NGP系统之所以能够在量产车上搭载，我认为关键因素有两个：一个是性能够用的HAP激光雷达生产成本降至一个合理水平；二是HAP激光雷达固定的发射器和接收器设计有利于其车规级耐久性能的达成。在应用HAP激光雷达这一举措方面，小鹏汽车走在了行业前面，这与其超前的开发理念和全栈自研的驾驶辅助系统软件开发体系不无关系。有了小鹏P5的前车之鉴，HAP激光雷达的应用或将迎来春天。更大的生产规模将导致HAP激光雷达的价格走低，从而推动城市智能导航辅助驾驶系统应用的普及。回到小鹏P5城市NGP系统本身，目前这套系统还处于测试阶段，在一些细节上还有提升空间，但就目前披露的路试视频来看，它的产品力价值以及对消费者的吸引力不容小觑。（文/汽车之家 常庆林）