隨著激光雷達(dá)的裝車，筆者發(fā)現(xiàn)，大家在使用激光雷達(dá)時，仍然存在諸多問題。那么，如何正確使用激光雷達(dá)，已然成為自動駕駛行業(yè)值得思考的問題。
首先，筆者歸納整理了一些行業(yè)內(nèi)在激光雷達(dá)使用過程中存在的5個方面的問題，包括缺乏統(tǒng)一的車規(guī)級標(biāo)準(zhǔn)、場景應(yīng)用問題、產(chǎn)品的耐久性與可靠性問題、產(chǎn)品售后服務(wù)問題、環(huán)境安全問題。其次，筆者提出了5個關(guān)于正確使用激光雷達(dá)的方法，包括選擇合適的產(chǎn)品和激光雷達(dá)廠商、選擇合適的安裝位置與數(shù)量、提升設(shè)備耐久性、提高不同場景下的數(shù)據(jù)采集效率、配合使用短距激光雷達(dá)。1. 激光雷達(dá)使用過程中存在的問題
筆者按照激光雷達(dá)當(dāng)前存在的主要問題及未來量產(chǎn)后可能存在的問題，依次整理了激光雷達(dá)在產(chǎn)品的合規(guī)性、應(yīng)用場景、產(chǎn)品使用、產(chǎn)品售后服務(wù)、環(huán)境安全5個方面中存在的問題。1）缺乏統(tǒng)一的車規(guī)級標(biāo)準(zhǔn)
目前，市場上的激光雷達(dá)廠商基于不同的技術(shù)路線，推出了不同參數(shù)指標(biāo)及應(yīng)用場景的激光雷達(dá)產(chǎn)品。根據(jù)細(xì)分應(yīng)用場景下差異化的感知功能需求，主機廠及自動駕駛解決方案商等不同類型客戶的需求也存在著差異化。何種激光雷達(dá)的技術(shù)路線才是今后最理想的技術(shù)路線？行業(yè)內(nèi)始終未形成統(tǒng)一的車規(guī)級認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，市場缺少統(tǒng)一的測試技術(shù)、測試流程、測試指標(biāo)、測試工具等規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。亮道智能CEO劇學(xué)銘也曾在公開場合提到，主機廠在做激光雷達(dá)硬件評估過程中還存在很多難點，不同企業(yè)的測試方法和測試指標(biāo)存在很大的差異，得出的測試結(jié)論也有很大的差別。筆者還認(rèn)為，激光雷達(dá)供應(yīng)商雖然也會做一些基礎(chǔ)性能指標(biāo)測試，但這種測試存在著些許的主觀性，展現(xiàn)出來的往往是近乎完美的產(chǎn)品性能數(shù)據(jù)，缺少一些特殊應(yīng)用場景下的測試，比如城區(qū)場景下的感知能力等。2）場景應(yīng)用問題
每一種傳感器基于各自的性能特點，都有其適合的應(yīng)用場景。激光雷達(dá)的應(yīng)用能讓數(shù)據(jù)融合更加容易，并使感知的可靠性提高。對此，均勝電子副總裁郭繼舜解釋道：“每種傳感器都存在各自的優(yōu)缺點，沒有任何一個傳感器可以獨立覆蓋所有場景。在這種情況下，即使激光雷達(dá)已經(jīng)具備前裝量產(chǎn)的條件，大家也沒有放棄攝像頭或者毫米波雷達(dá)，而是盡可能使用充分異構(gòu)的傳感器方案進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，通過多種傳感器去做交叉驗證，從而使自動駕駛車輛的感知能力得到進(jìn)一步的增強。”由此看來，激光雷達(dá)必然不可能覆蓋所有場景，比如雨霧雪氣候環(huán)境等，這些場景就需要配合攝像頭或者毫米波雷達(dá)一同使用。除此以外，激光雷達(dá)還有哪些應(yīng)用場景不適合使用呢？某L4自動駕駛公司資深從業(yè)者說道：“在城區(qū)場景下，激光雷達(dá)的依賴度相對較高，因為城市路面的周邊環(huán)境重復(fù)度不高，可以獲取很多信息。但是在港口、高速等場景下，效果并不理想。比如在港口場景下，道路兩邊大都是集裝箱，激光雷達(dá)發(fā)揮不了太大的作用。同樣在高速場景下，周邊的環(huán)境變化不大。”除了在環(huán)境重復(fù)性較高場景下激光雷達(dá)感知效果不佳外，激光雷達(dá)在相關(guān)場景應(yīng)用上還存在哪些應(yīng)用痛點？ 探維科技品牌總監(jiān)張立辰告訴《九章智駕》：“車輛在高速行駛的狀態(tài)下，由于激光雷達(dá)的刷新幀率不高，處理數(shù)據(jù)的響應(yīng)時間較長，不易快速感知前方物體。再者，當(dāng)前市場上的激光雷達(dá)產(chǎn)品能做到10%反射率下探測距離達(dá)到200米的并不多，即使探測距離能達(dá)到200米，該處的線數(shù)也很稀疏，很難有效地識別出物體。”歸納來看，除了在一些惡劣天氣、沙塵等氣候環(huán)境下不能正常使用外，激光雷達(dá)也不能在一些重復(fù)性較高的場景下使用，而在低速、多變的城區(qū)場景下，激光雷達(dá)的使用效果會更好。此外，激光雷達(dá)在高速場景下使用效果也并不理想，主要問題在于：一方面，車速過快、刷新幀率低導(dǎo)致無法快速對前方物體作出反應(yīng)；另一方面，距離越遠(yuǎn)的話，點云越是稀疏，識別能力也會下降。3）產(chǎn)品的耐久性與可靠性問題
近幾年，激光雷達(dá)正逐漸實現(xiàn)前裝量產(chǎn)，但在缺乏統(tǒng)一的質(zhì)量認(rèn)證測試前提下，不少激光雷達(dá)其實屬于“帶病上車”。在經(jīng)歷相關(guān)應(yīng)用場景的測試后，不少問題在使用過程中也逐漸暴露出來，筆者整理了幾個產(chǎn)品性能方面的問題：第一，可靠性問題。激光雷達(dá)是一種高精度產(chǎn)品，會比較“嬌貴”，這會影響產(chǎn)品的耐久性。某L4自動駕駛企業(yè)產(chǎn)品經(jīng)理告訴《九章智駕》：“從我們自身的感受來說，激光雷達(dá)存在一些耐久性問題，尤其是在使用了三個月甚至半年以后，這個問題會更加凸顯。在我們拿到激光雷達(dá)產(chǎn)品后，從產(chǎn)品的官方參數(shù)來看，無論是測距能力、精度、角分辨率等參數(shù)，都體現(xiàn)出這是一款幾乎完美的產(chǎn)品。但當(dāng)你使用三個月甚至半年以后，它的部分性能就會下降，所以激光雷達(dá)產(chǎn)品對外公布的性能，或許無法貫穿整個生命周期。”第二，功耗問題。激光雷達(dá)的功耗越高，能量的利用率就越低，從而會影響整車的續(xù)航，還會增加設(shè)備的散熱難度。《九章智駕》曾在《什么是激光雷達(dá)的“發(fā)動機技術(shù)”？一文講透行業(yè)技術(shù)壁壘》（來源：https://mp.weixin.qq.com/s/MF4Y0sb6uu_2hrgB_xUHog）文章中指出，激光雷達(dá)收發(fā)電子模塊的功耗遠(yuǎn)大于掃描機械模塊。主要是因為電子模塊需要每秒在百萬次的量級上發(fā)射和接收光，并且每次收發(fā)都要經(jīng)過復(fù)雜的模擬和數(shù)字電路的處理把它轉(zhuǎn)化為3D點云信號，也就是說大部分的功耗來自于激光的收發(fā)模塊。某激光雷達(dá)廠商也曾在其激光雷達(dá)發(fā)布會上提到，市場上的激光雷達(dá)發(fā)射模塊的光電轉(zhuǎn)化效率通常小于10%，而電轉(zhuǎn)光的效率越低，就會導(dǎo)致功耗越大。對于光電轉(zhuǎn)化效率低的原因，探維科技的品牌總監(jiān)張立辰解釋道：“一方面與激光器供應(yīng)商的技術(shù)成熟度有關(guān)；另一方面是激光雷達(dá)自身的工程設(shè)計原因，比如內(nèi)部的折射次數(shù)等。”再者，功耗與激光器的功率也相關(guān)，單個激光器的功率越大，激光雷達(dá)的探測距離也越遠(yuǎn)，例如1550nm波長的激光雷達(dá)（如Luminar Iris）。由于光纖發(fā)射器功率高，雖然大幅提升了探測距離、分辨率，并提高信噪比，但是功耗也大幅提升了。第三，熱管理問題。激光雷達(dá)主要可分為加熱管理和散熱管理。在加熱管理方面，主要是應(yīng)對惡劣的氣候環(huán)境，比如極低的氣溫、雨霧等天氣，會導(dǎo)致激光雷達(dá)的表面被雨霧、冰雪、冰霜所覆蓋，影響激光信號的正常使用，這時候就需要設(shè)備的加熱功能。在一些北方極低氣溫區(qū)域，激光雷達(dá)因為無法實現(xiàn)“冷啟動”，導(dǎo)致無法正常使用，所以也需要加熱管理。在散熱管理方面，比如車輛長時間停在室外高溫環(huán)境下，裝在車體外部的激光雷達(dá)會因為長時間太陽暴曬，使得設(shè)備溫度快速上升，從而造成內(nèi)部零部件的損毀。第四，表面清潔問題。激光雷達(dá)視窗表面的清潔問題比較嚴(yán)重，因為激光雷達(dá)本身的精度比較高，表面的污漬一定會影響設(shè)備的數(shù)據(jù)收集效果。國內(nèi)外的激光雷達(dá)廠商也在這方面也做了相關(guān)設(shè)計，比如法雷奧的everView傳感器清潔系統(tǒng)，據(jù)悉該系統(tǒng)每次清潔僅需25毫升清潔液，而其他手動清潔系統(tǒng)在使用時每次需要100毫升清潔液。華為在發(fā)布其首款激光雷達(dá)產(chǎn)品時，也公布了自主設(shè)計的智能清洗風(fēng)洞系統(tǒng)，可實現(xiàn)在130km/h行駛狀態(tài)下激光雷達(dá)的清洗功能。從產(chǎn)品可靠性角度來看，產(chǎn)品的耐久性、功耗、熱管理、清潔問題，都與產(chǎn)品自身的性能有關(guān)。憑借著國內(nèi)寬松的政策環(huán)境，激光雷達(dá)先實現(xiàn)了小規(guī)模上車，但汽車產(chǎn)品始終是安全為先，仍然需要把可靠性作為第一標(biāo)準(zhǔn)。4）產(chǎn)品售后服務(wù)問題
整個激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)還處于發(fā)展初期，對于出現(xiàn)的產(chǎn)品性能上和質(zhì)量上的問題，激光雷達(dá)廠商缺乏相應(yīng)的技術(shù)支持與完善的質(zhì)保體系。某L4自動駕駛公司資深從業(yè)者說道：“我們會更多地關(guān)注產(chǎn)品的穩(wěn)定性，其中包含廠商對設(shè)備故障問題的支持力度，一旦出現(xiàn)問題，廠商是否有技術(shù)團(tuán)隊快速響應(yīng)。比如某些國外的激光雷達(dá)公司為什么在國內(nèi)賣得不好，因為他們在國內(nèi)只有商務(wù)，技術(shù)支持力量非常弱，大部分的技術(shù)支持力量都在國外。而國內(nèi)的激光雷達(dá)廠商雖然有技術(shù)支持團(tuán)隊，但是大部分都鋪在主機廠的定點訂單上。比如有些有前裝量產(chǎn)訂單的激光雷達(dá)廠商，已經(jīng)被主機廠選定為供應(yīng)商，自然會把注意力集中在主機廠項目上，會配合主機廠做很多測試開發(fā)工作，而對于中小客戶的關(guān)注自然不會太多。”某L4自動駕駛企業(yè)產(chǎn)品經(jīng)理也補充道：“現(xiàn)在無論是乘用車還是商用車，所裝備的激光雷達(dá)的質(zhì)保期限都是8000-12000小時左右，而較為穩(wěn)定的機械式激光雷達(dá)，它的壽命也遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到全生命周期。按照一天工作8小時計算，或許兩年不到，就已經(jīng)到了壽命極限。所以在產(chǎn)品已使用了兩年左右的時候，可能需要免費給客戶換設(shè)備，但這產(chǎn)生的成本確實讓激光雷達(dá)廠商很難接受。”當(dāng)前的激光雷達(dá)售后服務(wù)問題主要集中在兩方面：一方面，當(dāng)前大部分激光雷達(dá)廠商前期規(guī)模不大，很難建立一支完善的技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊，也就無法服務(wù)多個客戶，更不用提去服務(wù)跨區(qū)域客戶；另一方面，產(chǎn)品的承諾質(zhì)保期限可能無法覆蓋產(chǎn)品的使用壽命期限，一旦保質(zhì)期內(nèi)出現(xiàn)產(chǎn)品故障或質(zhì)量問題，維修和更換產(chǎn)品的成本會非常高。5）環(huán)境安全問題
大規(guī)模量產(chǎn)裝車之后，激光雷達(dá)的環(huán)境安全問題也不容小覷：一方面，激光雷達(dá)相互之間對射產(chǎn)生的串?dāng)_，會形成噪點；另一方面，是激光雷達(dá)引起的人眼安全問題。關(guān)于串?dāng)_問題，某L4自動駕駛企業(yè)產(chǎn)品經(jīng)理稱：“目前有限的激光密度不會引起明顯的串?dāng)_問題。但當(dāng)滿大街的車輛都配置激光雷達(dá)時，串?dāng)_問題會是一個比較大的隱患。”此外，對于人眼安全問題，行業(yè)內(nèi)一致認(rèn)為1550nm波長比905nm波長會更安全。對于這個觀點，主要原理是：905nm激光為近紅外光，會穿透角膜、晶狀體，并到達(dá)視網(wǎng)膜，容易造成人眼損傷的風(fēng)險；而1550nm激光為遠(yuǎn)紅外光，可被前房中的房水吸收，不會照射到視網(wǎng)膜上。從這方面來看，1550nm波長的激光雷達(dá)確實優(yōu)于905nm波長，起碼在過車規(guī)方面，這是很有說服力的一點。
圖：1550nm波長 VS 905nm波長的激光穿過眼球的示意圖
（藍(lán)線代表：905nm；紅線代表1550nm，圖片來源：公開信息）
但筆者也在思考，1550nm波長的激光真的對人眼毫無傷害嗎？從公開的資料顯示，根據(jù)不同波長范圍，損傷的部位及損傷程度是不同的，具體的結(jié)論如下：- 近紅外（780-1400 nm）大部分輻射被傳輸?shù)揭暰W(wǎng)膜，過度暴露可能導(dǎo)致閃光失明或視網(wǎng)膜灼傷和病變。
- 遠(yuǎn)紅外（1400 nm-1 mm）大部分輻射被傳輸?shù)浇悄ぃ^度暴露于這些波長會導(dǎo)致角膜燒傷。
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資料來源：激光雷達(dá)波長：905nm VS 1550nm （http://www.8368894.com/p/120214） |
綜合來看，激光雷達(dá)的環(huán)境安全問題是兩方面的：第一是車與車之間由激光的對射產(chǎn)生的串?dāng)_，但由于激光雷達(dá)尚處于前裝量產(chǎn)前的階段，并沒有實際數(shù)據(jù)來驗證串?dāng)_帶來的影響程度；第二是車與人之間，1550nm波長的激光雖然沒有穿透眼球直達(dá)視網(wǎng)膜，但是也會照射到角膜上，對角膜造成一定程度的損傷。如果有一天滿大街的自動駕駛車輛都配有激光雷達(dá)的話，環(huán)境安全造成的危害必然會更大。2. 正確使用激光雷達(dá)的方法
總結(jié)完激光雷達(dá)存在的5個方面的問題，接下來筆者想分享一下，如何正確使用激光雷達(dá)？并且在使用過程中，需要注意哪些關(guān)鍵因素？1）選擇合適的產(chǎn)品和激光雷達(dá)廠商
正確使用激光雷達(dá)的第一步，筆者認(rèn)為是先要選對產(chǎn)品和激光雷達(dá)廠商，比如產(chǎn)品是否符合車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)并且是否是未來主流的技術(shù)路線、激光雷達(dá)廠商是否有一定的技術(shù)實力和服務(wù)體系等等。具體來看：第一，選擇主流技術(shù)路線且能過車規(guī)的產(chǎn)品。某L4自動駕駛企業(yè)產(chǎn)品經(jīng)理說道：“最關(guān)注兩方面：一方面，該產(chǎn)品是否是當(dāng)前主流的技術(shù)路線，比如混合固態(tài)的MEMS、固態(tài)的1550nm以及禾賽的收發(fā)芯片化，這幾種都是未來的一些主流方向，會成為整套解決方案的亮點；另一方面，是該產(chǎn)品能否過車規(guī)，因為車規(guī)級是對產(chǎn)品可靠性和穩(wěn)定性的保證，并且在工藝上也能有一定的保障。”筆者認(rèn)為，首先，每一家都有自己的研發(fā)技術(shù)方向，哪種技術(shù)路線是最終的方向，市場目前也沒有給出確切的答案，每個激光雷達(dá)的客戶都需要盡可能地防止自己錯失正確的技術(shù)路線方向；其次，對于大部分的自動駕駛初創(chuàng)企業(yè)來說，前期可能只是Demo階段，這對于激光雷達(dá)廠商來說，即使這些初創(chuàng)企業(yè)后期有一些可落地的項目，但是吸引力必然還是會小于主機廠的訂單。那對于這些企業(yè)來說，將得不到很好的支持。同時，因為大部分初創(chuàng)企業(yè)還是場景驅(qū)動型為主，不同場景下，需要對傳感器做大量的可靠性認(rèn)證，才可能實現(xiàn)相應(yīng)的項目落地。某位自動駕駛細(xì)分場景行業(yè)的專家說道：“我們不會把自己捆綁在一家激光雷達(dá)廠商身上。”這一點對于主機廠前裝量產(chǎn)的項目來說也是如此，考慮到產(chǎn)品供應(yīng)鏈的安全性，選擇多家激光雷達(dá)廠商還是有必要的。第三，選擇可靠且具備完善的售后服務(wù)體系的激光雷達(dá)廠商。客戶在選擇激光雷達(dá)廠商前，也會需要做一個詳細(xì)的盡調(diào)，包括公司的專利、技術(shù)研發(fā)實力、產(chǎn)能狀況、產(chǎn)品的可靠性、服務(wù)體系等等。無論是初創(chuàng)的自動駕駛公司還是已然成熟的主機廠，在保證產(chǎn)品具備可靠性的基礎(chǔ)上，都應(yīng)選擇能提供優(yōu)質(zhì)售后服務(wù)的激光雷達(dá)供應(yīng)商。對于初創(chuàng)企業(yè)來說，大部分都是細(xì)分場景解決方案企業(yè)，他們也會面對自己的客戶，如果激光雷達(dá)出現(xiàn)故障而沒有及時得到技術(shù)支持，必然會影響他們的品牌形象。對于主機廠來說，若已出售車輛上的激光雷達(dá)一旦出現(xiàn)問題，就可能面臨車輛召回的風(fēng)險，這種傷害會更大。2）選擇合適的安裝位置與數(shù)量
目前，激光雷達(dá)上裝的具體位置存在很大的差異，比如車頂上方、車前燈兩側(cè)、車尾等。那具體裝在哪個位置合適以及裝多少顆？如何做設(shè)備的后期維護(hù)？這些問題都是要考量的。第一，一定程度上保證整體美觀度。美觀的整體外形設(shè)計與產(chǎn)品自身的造型是首要的考慮因素。激光雷達(dá)前裝量產(chǎn)的首要條件，一定是要保證車輛的外觀設(shè)計。某L4自動駕駛企業(yè)產(chǎn)品經(jīng)理憑借其多年在主機廠的從業(yè)經(jīng)驗說道：“主機廠地位很強勢，對造型的要求也很高，激光雷達(dá)安裝的位置是由設(shè)計部和研發(fā)部協(xié)商的結(jié)果。”除了保證車輛的整體外觀設(shè)計外，由于每款激光雷達(dá)產(chǎn)品的造型不同，致使可供安裝的位置也有不同。這位產(chǎn)品經(jīng)理繼續(xù)說道：“每家激光雷達(dá)廠商的產(chǎn)品形狀、大小都是不同的，比如速騰的M1安裝在前擋風(fēng)玻璃上方會更好。但如果前擋風(fēng)玻璃上方?jīng)]有相應(yīng)的域控制器的話，那這個位置也不允許安裝，或許會安放在車前燈下方兩側(cè)。”從現(xiàn)存的激光雷達(dá)上裝情況來看，安裝在車頂上方的激光雷達(dá)，其形狀普遍具備長而扁的特征，這類形狀更適合安裝在車前擋上方，比如Luminar Iris這款產(chǎn)品體積足夠小，更易于集成在車前擋上方。安裝在車前燈兩側(cè)或者保險杠中部的激光雷達(dá)，體積相對較大（尤其是高度較高），比如大疆的HAP，若是安裝在車前擋上方，容易破壞車輛整體的美觀度，所以更適合安裝在車前燈兩側(cè)。第二，不同位置實現(xiàn)不同功能。從功能的角度來說，安裝在車前擋上方位置可以兼做感知和定位，而車前燈下方兩側(cè)的位置則更適合感知功能。智加科技中國首席科學(xué)家崔迪瀟解釋道：“裝在什么位置，具體是看做什么功能。如果是要做感知，放在車前燈下方兩側(cè)位置更合適。如果是做定位，放在車前擋最上面會更好。放在最上面的激光雷達(dá)會看得更高更遠(yuǎn)，但這是一個相對的概念，取決于算法的需求。例如感知算法通常更關(guān)注路面上的動態(tài)交通參與者，某些定位算法更關(guān)注路面之外的建筑物，兩類算法的要求可以通過激光的不同安裝來分別滿足。”探維科技品牌總監(jiān)張立辰繼續(xù)補充道：“激光雷達(dá)安裝在車前燈下方的位置，主要功能是補充或輔助性避障，但下方的位置存在無法避免的盲區(qū)問題。而上方的位置可以是感知功能也可以是定位功能，但定位功能需要360°的信息，單顆半固態(tài)激光雷達(dá)必然不能實現(xiàn)定位功能。”結(jié)合兩位專家的觀點，筆者認(rèn)為，激光雷達(dá)放在下方的話，兩顆激光雷達(dá)覆蓋的感知范圍也較大，其感知功能相對較強，可以更適合多變、復(fù)雜的城區(qū)場景；而放在上方的話，普遍是單顆激光雷達(dá)，市場上的普遍水平視場角在120°，可覆蓋的感知范圍必然不會比下方廣，但上方的激光雷達(dá)產(chǎn)品主要是1550nm的遠(yuǎn)距離產(chǎn)品（比如Luminar的Iris或者圖達(dá)通的獵鷹），視線能看得更遠(yuǎn)，更適合高速場景。第三，場景需求決定安裝數(shù)量。安裝激光雷達(dá)的數(shù)量取決于需要滿足的感知范圍和場景功能。越來越多的車輛開始上裝激光雷達(dá)，有些車輛甚至多達(dá)4顆，那一輛自動駕駛車輛上到底需要安裝多少顆激光雷達(dá)？對此，智加科技中國首席科學(xué)家崔迪瀟解釋道：“因為激光雷達(dá)自身的原理特性，所以導(dǎo)致了它無法做到所有的功能。那么單個激光雷達(dá)在使用過程中無法實現(xiàn)多個功能，只有通過多個激光雷達(dá)才可以把自動駕駛車輛需要的功能全部覆蓋。這也就是為什么高階的自動駕駛功能需要裝這么多的激光雷達(dá)，甚至有些堆了四個激光雷達(dá)。”從這一點上，筆者也在思考：是不是裝的越多越好？而在這種趨勢下，會不會引起激光雷達(dá)數(shù)量的軍備競賽？均勝電子副總裁郭繼舜解釋道：“在成本允許的前提下，安裝激光雷達(dá)必然能夠提升系統(tǒng)穩(wěn)定性和自動駕駛的安全性，至于裝多少顆，主要取決于需要增加的具體功能。至于軍備競賽的說法，現(xiàn)階段遠(yuǎn)遠(yuǎn)還沒有來臨。哪怕軍備競賽真的到來，規(guī)模化也會帶來成本的下降。”總的來說，一款激光雷達(dá)無論裝在車前后四角還是車頂，單顆激光雷達(dá)都無法滿足車輛安全行駛的要求。出于這點考慮，市場上大部分中短距離激光雷達(dá)都是安裝2個及以上，以求獲得更廣的視野范圍，并且主要是前向方向。對此，某L4自動駕駛公司資深從業(yè)者解釋道：“大家都在做前裝量產(chǎn)，所以才盡可能拋棄機械式激光雷達(dá)，而做一些內(nèi)嵌式的激光雷達(dá)。但是內(nèi)嵌式的激光雷達(dá)水平視場角必然不會達(dá)到360°，比如大疆的HAP和速騰的M1，水平視場角都為120°，相對機械式的激光雷達(dá)來說，它們的視場角很小，所以使得車輛需要裝多個激光雷達(dá)。”第四，做好后期維護(hù)。從后期的維護(hù)角度來說，安裝在不同位置實現(xiàn)清洗、防撞、熱管理等功能的難易度不同。安裝在上方，好處是易清洗、防撞，但不易做熱管理。裝在車燈下方的位置的話，最大的缺點是容易被撞，一旦被撞設(shè)備幾乎無法維修，而更換的成本會很高。也有一些車企選擇裝在車燈附近的進(jìn)氣格柵內(nèi)，總體來看，這是最不理想的位置，容易被撞，還不容易清洗。
圖：部分車型中進(jìn)氣格柵的安裝位置
（圖片來源：公開信息）
3）優(yōu)化工作時間、降低功耗，提升設(shè)備耐久性
上文中也提到了激光雷達(dá)的耐久性問題比較突出，但可以從優(yōu)化工作時間與降低功耗兩個角度，提升激光雷達(dá)的耐久性，減少維修和更換的成本。首先，對于乘用車來說，可以在非工作時間內(nèi)讓設(shè)備“休息”，提升設(shè)備的耐久性。某自動駕駛初創(chuàng)企業(yè)產(chǎn)品經(jīng)理說道：“商用車的激光雷達(dá)使用壽命相對乘用車來說會更短，因為工作時長的原因，激光雷達(dá)需要始終保持運行狀態(tài)。但乘用車并不需要24小時全天候的工作，可以有效地降低激光雷達(dá)使用時間，在某個不需要激光雷達(dá)場景的條件下，可以適當(dāng)?shù)年P(guān)閉激光雷達(dá)，通過電源管理的方式，實現(xiàn)使用時間的優(yōu)化。”其次，從軟硬件兩個角度，降低激光雷達(dá)的功耗問題。從硬件的角度來看，探維科技品牌總監(jiān)張立辰告訴《九章智駕》：“后裝市場的話，通過改善外殼材質(zhì)、顏色、體積、或加裝排熱風(fēng)扇的方式，改善功耗問題；前裝市場的話，主要依靠主機廠或者tier 1去設(shè)計激光雷達(dá)產(chǎn)品的體積和安裝位置，從而改善功耗問題。”從軟件的角度來看，某傳感器行業(yè)專家提道：“可以通過優(yōu)化芯片架構(gòu)、優(yōu)化算法的方式降低功耗。”優(yōu)化工作時間和降低功耗是提升激光雷達(dá)耐久性的最基礎(chǔ)的方式，除此以外，熱管理功能也會是提升功耗的一種方式，但熱管理主要是針對極端環(huán)境而言，并不是一個共性問題。4）提高不同場景下的數(shù)據(jù)采集效率
提高激光雷達(dá)的數(shù)據(jù)采集效率，減少重復(fù)區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)采集工作，關(guān)注更有價值的數(shù)據(jù)。某自動駕駛初創(chuàng)企業(yè)產(chǎn)品經(jīng)理說道：“如果車輛一直在某一個相同區(qū)域內(nèi)行駛，數(shù)據(jù)的重復(fù)度會比較高，無用的數(shù)據(jù)就會過多，最終只能得到重復(fù)累加的數(shù)據(jù)。相對于此，更應(yīng)該搜集算法遇到問題時候的數(shù)據(jù)，比如在這前后十分鐘或者五分鐘的數(shù)據(jù)，這類稀缺的數(shù)據(jù)是對算法訓(xùn)練最有價值的數(shù)據(jù)。”筆者認(rèn)為能做到高效的數(shù)據(jù)采集，首先是場景的選擇，比如高速場景下采用ROI功能，動態(tài)調(diào)整激光雷達(dá)的角分辨率，將感知區(qū)域集中在車輛前方，增加前方重點區(qū)域的點云密度；其次是激光雷達(dá)自身算法的優(yōu)化，通過不斷地數(shù)據(jù)積累，過濾掉工況下的重復(fù)信息。5） 配合短距激光雷達(dá)會更好
筆者發(fā)現(xiàn)當(dāng)前市場上新推出了多款短距激光雷達(dá)，從市場上現(xiàn)已公布的一些產(chǎn)品數(shù)據(jù)來看，短距激光雷達(dá)覆蓋了各種不同的掃描技術(shù)路線，包括MMT、Flash、MEMS，主要的特點是測距相對較短，一般為50米范圍以內(nèi)。這不禁讓筆者產(chǎn)生了一個思考，為何需要短距激光雷達(dá)？在如此短的距離內(nèi)，短距激光雷達(dá)的主要優(yōu)勢是什么？表：部分短距激光雷達(dá)產(chǎn)品信息整理 | 激光雷達(dá)供應(yīng)商/產(chǎn)品名 |
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圖：QT128探測動態(tài)運動的乒乓球
(圖片來源：https://mp.weixin.qq.com/s/ciV0BqYNgKahEfdXtQjHeA)
智加科技中國首席科學(xué)家崔迪瀟介紹說：“短距激光雷達(dá)的使用與場景有一定相關(guān)性，主要是用于相對低速的環(huán)境下。要實現(xiàn)高階的自動駕駛功能，就必須依靠更多種類的激光雷達(dá)。有些場景下可能只有兩層冗余，這必然不能滿足高階自動駕駛的冗余需求，所以才會有了短距激光雷達(dá)。從功能上來說，短距激光雷達(dá)有效覆蓋范圍只有50米，所以它對定位不一定有用，只有補盲作用。”除了激光雷達(dá)主要的探距功能外，短距激光雷達(dá)主要是起到了補盲雷達(dá)的作用，通常安裝在車頭、車前后四角、左右兩側(cè)等位置。但如果只是補盲的話，為何不直接采用攝像頭或者毫米波雷達(dá)？某自動駕駛資深從業(yè)者解釋道：“短距激光雷達(dá)功率相對較小，成本也會較低。比如在泊車環(huán)境下，單目攝像頭的深度信息相對較弱，但通過短距的激光雷達(dá)可以補充這些深度信息，能幫助車輛獲取與障礙物的距離信息，這是它的重要功能之一。”綜合來看，短距激光雷達(dá)具備低成本、低功率、寬視場角等特征。相比于長距激光雷達(dá)而言，短距激光雷達(dá)需要解決的并不是更遠(yuǎn)處的場景，而是近處的場景，比如在城區(qū)環(huán)境下，車輛往往只處于低速環(huán)境下，并不需要特別關(guān)心150米甚至200米以外的環(huán)境信息。相比于其他傳感器，短距激光雷達(dá)對于近處的補盲效果會更好，既彌補了毫米波對于金屬的不夠敏感，也彌補了視覺對于光照的影響，同時短距雷達(dá)的位置，一般也會覆蓋攝像頭的感知范圍，可以實現(xiàn)多傳感器的融合異構(gòu)方案。結(jié)語：
激光雷達(dá)前裝量產(chǎn)后，使用過程中暴露出的問題也慢慢浮出水面。第一，統(tǒng)一的車規(guī)級標(biāo)準(zhǔn)是激光雷達(dá)亟須解決的首要問題；第二，在一些特定場景下，如雨霧雪等氣候環(huán)境下或者重復(fù)性較高的場景下，激光雷達(dá)的使用效果會大打折扣；第三，激光雷達(dá)在使用層面，產(chǎn)品的耐久性和可靠性問題也很突出，無法覆蓋產(chǎn)品承諾的生命周期；第四，激光雷達(dá)廠商的售后服務(wù)體系也尚未成熟，現(xiàn)有的售后服務(wù)水平很難滿足行業(yè)后期的大規(guī)模量產(chǎn)；第五，未來的環(huán)境安全問題也值得重視，尤其是在激光相互對射的串?dāng)_與人眼安全兩方面。此外，筆者以一個使用者的角度總結(jié)了正確使用激光雷達(dá)的方法：第一，是需要選擇合適的產(chǎn)品和激光雷達(dá)廠商，包括產(chǎn)品是否符合車規(guī)要求、激光雷達(dá)廠商是否具備完善的售后服務(wù)等；第二，選擇合適的安裝位置與數(shù)量，包括安裝在不同位置主要的影響因素、安裝數(shù)量與場景和需要實現(xiàn)的功能之間的聯(lián)系等；第三，通過優(yōu)化工作時間、降低功耗，從而提升產(chǎn)品耐久性，增加產(chǎn)品的生命周期；第四，通過動態(tài)調(diào)整角分辨率的方式，實現(xiàn)ROI功能，提高某些場景下的數(shù)據(jù)采集效率，比如高速場景下，可以重點關(guān)注車前方的行駛區(qū)域；第五，可以嘗試安裝短距激光雷達(dá)，其具備低成本、低功率、寬視場角等特征，同時可為車輛提供補盲的作用。激光雷達(dá)使用過程中存在的問題可能不止上述5點，隨著滲透率的逐步提升，相關(guān)問題也會慢慢呈現(xiàn)出來。但筆者相信，國內(nèi)自動駕駛行業(yè)正在加快發(fā)展步伐，而激光雷達(dá)已成為高階自動駕駛車輛必不可少的關(guān)鍵傳感器之一。
【1】深度|智能駕駛：激光雷達(dá)成為L3/L4焦點，自動駕駛顯現(xiàn)千億新藍(lán)海https://mp.weixin.qq.com/s/9RdwCG3qf9hE3X5wiiy_QA【2】golang+webgl實踐激光雷達(dá)(一)激光掃描儀基礎(chǔ)知識https://www.cnblogs.com/laofenmao/p/12052290.html【3】激光雷達(dá)波長：905nm VS1550nmhttp://www.8368894.com/p/120214為促進(jìn)行業(yè)發(fā)展，艾邦智能汽車俱樂部建有激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)鏈微信群和產(chǎn)業(yè)通訊錄，邀請激光雷達(dá)、光學(xué)器件、傳感器、激光器、雷達(dá)罩、主機廠、芯片、自動化、塑料等廠商加入
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原文始發(fā)于微信公眾號（智能汽車俱樂部）：如何正確使用激光雷達(dá)
