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雅斯頓原創文章 | 哈爾

近幾年隨著自動駕駛、3D打印、服務型機器人的普及與(yu) 推廣，激光雷達這一產(chan) 品開始反複出現在人們(men) 的視野中，不再那麽(me) 深不可測，但真正了解它的人其實並不多。而且由於(yu) 激光雷達分類繁多，要一一弄清也並非易事，所以我們(men) 就先從(cong) 與(yu) 自動駕駛密切相關(guan) 的車載激光雷達入手，來大致了解一下它到底有什麽(me) 特別之處。

世間沒有絕對完美的事物

車載激光雷達又稱車載三維激光掃描儀(yi) ，是一種移動型三維激光掃描係統。其工作原理就是通過不斷向周圍目標發射探測信號(激光束),並接收返回的信號（目標回波）來計算和描述被測量物理的有關(guan) 信息，如目標距離、方位、高度、姿態、形狀等參數，以達到動態3D掃描的目的。

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根據這一原理我們(men) 可以知道，激光雷達線束越多，視線越密集，測量的精準度、分辨率和安全性也就越高。而車載激光雷達也普遍采用多個(ge) 激光發射器和接收器，來建立三維點雲(yun) 圖。從(cong) 當前市場上較常見的車載激光雷達來看，機械式多線束激光雷達是主流方案，主要有4線/8線/16線/32線的，最高級別的64線和128線產(chan) 品也有，但至今全球仍然隻有Velodyne公司一家獨有。

不過即使隻是4線級別的激光雷達，與(yu) 其他汽車感應識別技術（標準車載雷達及毫米波雷達等）相比，優(you) 勢也很明顯：

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1、分辨率高：激光雷達工作於(yu) 光學波段（特殊波段），頻率比微波高2-3個(ge) 數量級以上，並可同時跟蹤多個(ge) 目標，因此，激光雷達具有極高的距離分辨率、角分辨率和速度分辨率，這就意味著它能偵(zhen) 測到更小的物體(ti) ，並且分辨出這些物體(ti) 是行人、車輛或是垃圾堆，這也是激光雷達最顯著的優(you) 點。

2、抗幹擾能力強：激光屬於(yu) 直線傳(chuan) 播、方向性好、光速非常窄，隻有在其傳(chuan) 播路徑上才能接收到，所以幹擾信號也很難進入激光雷達的接收機，另外，對於(yu) 激光雷達而言，隻有被照射的目標才會(hui) 產(chan) 生反射，完全不會(hui) 受地物回波的影響，因此可探測低空/超低空目標，探測性遠高於(yu) 微波雷達。

3、獲取的信息量豐(feng) 富：可直接獲取目標的距離、角度、反射強度、速度等信息，生成目標的多維度圖像，使得整個(ge) 畫麵更加直觀。

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當然，車載激光雷達也並非沒有缺點，容易受天氣影響便是其天生缺陷。比如在雨雪、濃霧、沙塵暴等天氣條件下，不僅(jin) 激光束的傳(chuan) 播距離大受影響，大氣環流還會(hui) 使激光束發生畸變、抖動，直接影響激光雷達的測量精度，嚴(yan) 重影響行車安全。但毫米波雷達穿透煙、霧、灰塵的能力強（波長越長，穿透性越強），相比於(yu) 激光雷達是一大優(you) 勢。這就有點類似於(yu) ，汽車的鹵素大燈與(yu) 氙氣大燈的區別，雖然都覺得氙氣燈比鹵素燈更高級一些，但在雨雪、霧霾等能見度低的天氣裏，鹵素大燈穿透性卻更好，更有優(you) 勢。

這也是為(wei) 什麽(me) 大多數研發自動駕駛技術的汽車廠家都認為(wei) ，要實現全自動駕駛，攝像頭、雷達、激光雷達這三大傳(chuan) 感器係統缺一不可，因為(wei) 隻有它們(men) 各自發揮優(you) 勢，共同協作，才有可能實現這一美好願景。

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除此之外，高昂的成本、售價(jia) 是車載激光雷達的另一大劣勢。正如上文所說，激光雷達線束越多，測量精準度越高，但相應的價(jia) 格也就越昂貴。譬如之前國內(nei) 各類關(guan) 於(yu) 自動駕駛的相關(guan) 報道中都有提及的業(ye) 界領軍(jun) Velodyne的64線激光雷達，售價(jia) 居然去到了70萬(wan) 元，比眾(zhong) 多豪華品牌整車售價(jia) 還貴。可想而知，該公司旗下的128線激光雷達的造價(jia) 隻會(hui) 更加昂貴，能真正用得起的廠家估計都沒幾個(ge) ，更別說消費者買(mai) 單與(yu) 否了。

國內(nei) 外差距有多大？

不過好在目前國內(nei) 外進入這一領域的企業(ye) 越來越多，低成本化也正成為(wei) 其發展趨勢。除了傳(chuan) 統強勢的業(ye) 界霸主Velodyne，其他諸如美國的Quanergy、TriLumina，德國的 IBEO，以色列的 Innoviz，荷蘭(lan) 的 Innoluce，以及加拿大的 Leddartech 也都已加入戰局，且日頭正盛。

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2017年奧迪也正是發布了全球首款量產(chan) L3級自動駕駛汽車——奧迪A8，雖然奧迪沒有透露其激光雷達的供應商，業(ye) 界都比較相信是法雷奧（Valeo）提供的，具體(ti) 很有可能是法雷奧與(yu) 德國IBEO公司一同研發的4線激光雷達ScaLa。這也是業(ye) 界批量生產(chan) 的第一款激光雷達。

國內(nei) 激光雷達雖然起源於(yu) 上世紀60年代，但一直到95年才市場化，起步較晚。目前以禾賽科技、速騰聚創、北科天繪、思嵐科技、鐳神智能等公司為(wei) 代表，隻是它們(men) 的激光雷達產(chan) 品多用於(yu) 地形測繪、建築測量、掃地機器人等領域，其中也有企業(ye) 嚐試將激光雷達應用於(yu) 自動駕駛場景中，但受製於(yu) 核心技術大部分還掌握在外企手中，技術壁壘難以攻破。

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當前國產(chan) 品牌最強的還隻是禾賽科技的40線激光雷達。在2017年年底，百度Apollo就聯合禾賽科技發布了一款基於(yu) Apollo平台的自動駕駛開發者套件Pandora，這款套件便是由一台40線激光雷達、5個(ge) 環視攝像頭（4個(ge) 黑白，1個(ge) 彩色）組成。

在本月初，百度Apollo又再次發布了量產(chan) 的無人駕駛小巴士（阿波龍），該車采用了3台16線激光雷達，在封閉環境下可實現L4級別自動駕駛。但總的來講，國內(nei) 企業(ye) 的激光雷達產(chan) 品與(yu) 國際領先品牌相比，在使用穩定性、精準度、分辨率等主要參數上還存在一定差距。

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但也不用太過悲觀，畢竟當初的國外零部件巨頭在毫米波雷達核心技術後端的控製係統及芯片上也曾不願放手，但受益於(yu) ADAS（高級駕駛輔助係統）的飛速發展，國內(nei) 的研發企業(ye) 近些年已經成功突破核心技術，國產(chan) 化產(chan) 品也指日可待，未來中國在車載激光雷達領域縮短甚至趕超與(yu) 巨頭們(men) 的差距也不是不可能。

除了以上這些公司之外，毫米波雷達時代的ABCD四大巨頭（Autoliv奧托立夫，Bosch博世、Continental大陸、Delph德爾福），另外還有傳(chuan) 統車企和科技公司，這兩(liang) 年來也都以砸錢收購或者入股激光雷達研發公司的方式來實現技術布局，例如福特就和百度在2016年聯手花1.5億(yi) 美元投資業(ye) 內(nei) 霸主Velodyne，三方將圍繞無人駕駛領域展開全方位合作。

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而根據激光雷達領域相關(guan) 人士透露，對於(yu) 自動駕駛汽車而言，高分辨率激光雷達是必然趨勢，但即使是Velodyne公司目前最先進的128線產(chan) 品，所能達到的分辨率也是不夠的，自動駕駛汽車的理想狀態是需要達到圖像級別的分辨率及視頻級別的幀率。

由此可見，其實全球的車載激光雷達技術目前都還處在不斷探索和研發之中，雖然已經開始布局的企業(ye) 為(wei) 數眾(zhong) 多，但有產(chan) 品發布甚至量產(chan) 的企業(ye) 數量很少，不過這也屬於(yu) 正常現象，畢竟技術上的難度是客觀存在的。而隨著自動駕駛技術的蓬勃發展以及3D打印、無人機、服務類機器人等新興(xing) 產(chan) 業(ye) 所帶來的資本傾(qing) 斜，將來車載激光雷達攻克這些技術難題也隻是時間問題，而未來整個(ge) 行業(ye) 的發展空間也非常巨大。