在汽車發展競賽以及各大企業(ye) 發布產(chan) 品時，有一個(ge) 必備的競賽項目成為(wei) 了各大企業(ye) 努力的難題，就是輔助駕駛，也可以說為(wei) 未來自動駕駛打基礎的入門功課，而這項功課，對於(yu) 當下時代發展和未來汽車的走向，都起著至關(guan) 重要的因素。

輔助駕駛的演變過程

輔助駕駛在最初形態，就是一個(ge) 非常簡單的功能，甚至很多消費者購買(mai) 以後完全沒用過的一項功能——定速巡航：在汽車行駛時，設置好最高時速限製，可以解放持續踩油門的右腳，隻需要控製方向盤，車輛會(hui) 保持勻速前進的姿態進行駕駛，在當年的那個(ge) 年代，這已經是跨時代的技術突破，電子傳(chuan) 感器需要幹預和設置發動機以及變速箱匹配到固定時速，而對於(yu) 眾(zhong) 多消費者，這個(ge) 功能真的是可有可無，甚至很多人壓根不知道該這麽(me) 用？

為(wei) 什麽(me) 說定速巡航可有可無？定速巡航的駕駛環境過於(yu) 苛刻，前方不能有車輛幹擾，否則保持勻速前進的姿態下，車主依舊會(hui) 提心吊膽，即便是解放了右腳不用時刻踩油門，也沒辦法解決(jue) 車主駕駛的緊張心態，腳依舊時刻搭在刹車踏板上，保證遇到前方有車輛時第一時間刹車減速，即便是擁有自動刹車功能，在強製降低速度以後，也無法實時提升速度，而這就是輔助駕駛的最初形態，甚至這個(ge) " 輔助 "，起的可能還是副作用。

隨著眾(zhong) 多傳(chuan) 感器被移植到車上，尤其是在車輛前方搭載以後，定速巡航開始進化，變成現在我們(men) 熟知的自適應巡航，聽到名字想必大家就有所理解，在定速巡航的基礎上進行升級，可以用傳(chuan) 感器探測前方車輛，從(cong) 而根據被跟車輛速度實現自身車輛的車速變化，在設置到最高車速以後，前方有跟車車輛時，傳(chuan) 感器會(hui) 根據前方車輛速度變化，實時變更自身車輛時速，保持最優(you) 的跟車距離；在自適應巡航誕生以後，才是真正的起到了長途 " 輔助 " 駕駛的作用，也才真正讓 " 巡航 " 功能，被更多消費者熟知和使用。

既然能夠 " 解放 " 腳，

那能不能 " 解放 " 手呢？

答案放在今天，還是比較模糊的，為(wei) 什麽(me) 是模糊的呢？因為(wei) 放在目前的交通法規，是不允許手鬆開方向盤，但按照目前企業(ye) 宣傳(chuan) 的輔助駕駛等級來看，轉向係統是無需人為(wei) 幹涉的。

所以，大家應該已經理解，其實從(cong) 目前的輔助駕駛能力上，是可以解放雙手；在車身除了前方搭載傳(chuan) 感器和攝像頭以外，在車身周圍也同樣布置傳(chuan) 感器以及攝像頭，這樣汽車在行駛時就可以實時檢測周圍，對周圍進行建模，檢測行駛地標線，通過對地標線的學習(xi) 和數據算法，可以將車身的轉向係統以及地標線檢測進行融合，在實時檢測地標線的同時，通過芯片算法進行實時運算，再對轉向係統的操控，就可以將車輛實時變化從(cong) 而使車輛時刻保持在車道最居中的位置；舉(ju) 一個(ge) 簡單的例子，用人來比喻，人走在路上，人眼看到路況以後，大腦會(hui) 有自己的思維和想法，然後控製下肢係統，避免障礙物，走到目的地，而這個(ge) 輔助功能就是目前的車道居中保持輔助。

車道居中保持輔助搭配前文所說的自適應巡航功能，就構成了目前行業(ye) 內(nei) 最基本的輔助駕駛，也被稱之為(wei) L2 等級的輔助駕駛，可以完成在長途駕駛中，非常有效且簡單的減輕疲勞的作用，而這樣的係統也構建了目前輔助駕駛和自動駕駛的最基礎的功能。

激光雷達有什麽(me) 作用？

目前輔助駕駛的硬件通過毫米波雷達以及攝像頭等傳(chuan) 感器進行對車輛周邊的實時運算，而目前的硬件相對來說都有各自的優(you) 劣勢，關(guan) 於(yu) 優(you) 劣勢，會(hui) 在下麵一個(ge) 環節去敘述，而在輔助駕駛上，想要突破更高的上限，尤其是進階自動駕駛甚至無人駕駛階段，就要去嚐試更高階的硬件去完成想要的效果，激光雷達，就被推了出來。

先不去考慮激光雷達是否會(hui) 對輔助駕駛或者自動駕駛更上一步的功效，就目前眾(zhong) 多品牌企業(ye) 在激光雷達的競賽當中，證明激光雷達確有效果，從(cong) 小鵬 P5 的兩(liang) 顆，到極狐 α S 的三顆，再到廣州車展機甲龍上的四顆，效果沒看到，但是大家在數量上卻比的不可開交，可見，作用一定有，但是有多大作用呢？

提到作用有多大，就要先了解什麽(me) 是激光雷達，激光雷達有什麽(me) 作用。

激光雷達最早出現在軍(jun) 事，醫學等領域設施上，用來建模和探測距離等，由於(yu) 成本過於(yu) 昂貴，離我們(men) 老百姓還是有著很遠的距離；後來，因為(wei) 激光雷達的成本壓縮以及普通設備對算法上的提升，逐漸出現在了大眾(zhong) 視野。

激光雷達的工作原理其實相對來說很好理解，激光雷達的工作原理也叫飛行時間測距法，由發射係統、接收係統、信息處理三部分組成；發射係統對目標發射探測信號，也就是一道激光束，然後激光束照射到目標物體(ti) 以後進行反射，激光雷達內(nei) 部的接收係統對反射的激光進行時間比對（約為(wei) 30 萬(wan) 千米 / 秒），通過信息處理係統計算和處理，計算出距離目標的距離。

其實說到這可能還有很多人有一些不太理解，我們(men) 打一個(ge) 比方，假如我們(men) 處在一個(ge) 伸手不見五指的密封空間內(nei) ，手裏拿著一個(ge) 手電筒，打開手電筒照射前方，通過手電筒的光照射在物體(ti) 以後，再由物體(ti) 對光的反射，眼睛接受物體(ti) 反射的光，大腦對光反射的環境計算，這樣，就有了一個(ge) 基本的探測流程，在探照過程計算光的飛行時間探測距離，而這一個(ge) 基本流程的獲取位置和距離信息中，我們(men) 稱之為(wei) " 點雲(yun) "。

在我們(men) 汽車上使用的激光雷達，用一道光束在短時間內(nei) 發射到不同區域，怎麽(me) 實現這個(ge) 過程？

有兩(liang) 種方式，一種是讓發光的發射係統自身運動，通過在固定時間內(nei) 運動次數達到一定，就可以在出點數固定的情況下，獲取更多的點雲(yun) ；另一種方式就像我們(men) 當年上學坐在窗戶邊上的 " 淘氣學生 "，拿一個(ge) 小鏡子，通過鏡子反射的光晃其他同學一樣，通過一個(ge) 反射裝置，對發射係統發射出去的激光束進行反射，在固定時間內(nei) 對反射 " 鏡子 " 裝置運動一定的次數，也可以在僅(jin) 有一個(ge) 出點數的情況下，獲得定量的點雲(yun) 效果。

這樣，就能在固定時間內(nei) ，探測到想要的範圍信息，也就構成了激光雷達的基本工作流。

激光雷達的優(you) 劣勢

目前，激光雷達更多在非量產(chan) 車上，所以還很少有消費者能夠體(ti) 驗到，而目前能夠體(ti) 驗到的更多是之前的毫米波雷達和攝像頭等傳(chuan) 感器達到的輔助駕駛，關(guan) 於(yu) 毫米波雷達和攝像頭已經能夠滿足很多輔助駕駛功能，為(wei) 何一定要追求激光雷達？他們(men) 之間有什麽(me) 差別呢？

毫米波雷達是通過一種電磁波形式，而毫米波頻段比較特殊，頻率高於(yu) 無線電，低於(yu) 可見光和紅外線，頻率範圍大概為(wei) 10GHz-300GHz 之間，也是非常適合車載領域的頻段；毫米波雷達和激光雷達在探測上的工作原理很相似，發射脈衝(chong) （波形）獲取信息，再通過信息處理計算出目標距離，而因為(wei) 反射和回波信號決(jue) 定了信息的內(nei) 容和質量，所以，毫米波雷達無法保證信號承載的信息的分辨率，隻能通過頻率增加才能增加分辨率，而在這點上，毫米波雷達大不如激光雷達。

因為(wei) 激光雷達發射的電磁波是一條直線，主要以光粒子發射，而毫米波發射出去的電磁波是一個(ge) 錐形的波束，所以在相比毫米波雷達，激光雷達在探測精度、範圍以及穩定性上，更具有優(you) 勢，可以達到厘米級。

而在抗幹擾上，由於(yu) 激光雷達通過發射光束進行探測，容易受到外界環境影響，光束受遮擋以後就不能正常使用，尤其是在雨、雪、霧霾、沙塵暴等特別惡劣的天氣中，會(hui) 受到影響；而毫米波引導頭穿透霧、煙、灰塵能力強，所以在糟糕天氣也有很好的效果。

因為(wei) 兩(liang) 種傳(chuan) 感器各有優(you) 劣，所以還不存在完全取代的說法，更多的是起到相輔相成的效果。

說完毫米波雷達，包括超聲波傳(chuan) 感器，工作原理和前兩(liang) 者類似；還有一個(ge) 很重要的就是攝像頭，攝像頭在對整車的前後左右進行搭載以後，對周圍環境的圖像信息實時傳(chuan) 輸給計算係統，但攝像頭記錄的信息隻能做到 2D 效果，就是我們(men) 理解的圖片形式，無法做到 3D 感知，這樣對一些物體(ti) 的模型和概念就有一些模糊，但因為(wei) 攝像頭能夠拾取到的信息非常直接，比如在左右攝像頭可以非常清晰的探測到路麵的地標線，所以，攝像頭在輔助駕駛中，也是起著至關(guan) 重要的作用。

眾(zhong) 多傳(chuan) 感器，分工明確，各司其職，就鑄造了目前我們(men) 能夠體(ti) 驗到的輔助駕駛。

除了工作原理，激光雷達還有一個(ge) 特點，因為(wei) 光束的探照範圍是通過多個(ge) 點雲(yun) 來實現，而想要探照模型更清晰，就要有更多的反射信號，從(cong) 而來對環境進行更清晰的測量，而反射信號越多，就需要更難的計算係統，也就是說，需要一個(ge) 更聰明的計算係統，在計算模塊上，需要更強的 " 算力 "，來處理和實時計算這些返回的信號和建模信息。

為(wei) 啥一定要激光雷達

其實目前隻有企業(ye) 心裏有一個(ge) 非常明確的定義(yi) ，為(wei) 啥都在爭(zheng) 相恐後的搭載激光雷達，畢竟在廣州車展上，已經有了搭載四顆激光雷達的機甲龍了，看著各家企業(ye) 在堆數量的同時，似乎感覺激光雷達一定會(hui) 對輔助駕駛有強化作用。

前文已經剖析過了激光雷達、毫米波雷達以及攝像頭的各司其職的作用，那為(wei) 啥一定要引入激光雷達呢？

從(cong) 目前來看，在毫米波雷達搭配攝像頭等傳(chuan) 感器完成的工作流，已經能夠滿足目前我們(men) 減輕駕駛疲勞的工作效率，而在一些無人送貨車等裝備上，也不見得一定要加入激光雷達才能實現，當然，當激光雷達的成本價(jia) 格下探到車企和消費者可以接受的程度上，對於(yu) 硬件的升級也是一定的。

前文分析過激光雷達相較於(yu) 其他傳(chuan) 感器的優(you) 劣勢，就證明激光雷達的確是獨樹一幟的存在。

從(cong) 原理分析，在輔助駕駛處理單元內(nei) 部，激光雷達負責主要的周邊探測建模，毫米波雷達用來輔佐激光雷達，並且還可以在惡劣天氣下做出更好的回饋，加上攝像頭提供 2D 的實時影像，3D 建模搭配 2D 影像，就可以更好的用算法和數據學習(xi) 能力，對周邊的信息做到更精確的探測，更精確的周圍信息，就更能有利的提升輔助駕駛的能力，當然，也要建立在算力達標的情況下，保證流暢的數據計算和操作處理。

# 總結

雖然激光雷達一定可以幫助輔助駕駛能力進行提升，但這個(ge) 提升絕不隻是在硬件堆積上就能夠提升，輔助駕駛的運算、數據以及算法優(you) 化，才是決(jue) 定了輔助駕駛的上限和能力，而同樣在僅(jin) 有毫米波雷達和攝像頭時，不同企業(ye) 的輔助駕駛能力和優(you) 化也是不同的。

所以，希望車企在宣傳(chuan) 時搭載激光雷達數量上的堆積不是噱頭，背後能夠真正在搭載激光雷達以後對算法、數據以及優(you) 化做到深研，這樣，才能讓消費者得到最好體(ti) 驗感，也能保證消費者未來的認可，而關(guan) 於(yu) 輔助駕駛，終將會(hui) 在未來某天晉升為(wei) 自動駕駛，究竟需要多久，拭目以待。