聊聊车载激光雷达那些事

激光雷达这一产品开始反复出现在人们的视野中，不再那么深不可测，但真正了解它的人其实并不多。而且由于激光雷达分类繁多，要一一弄清也并非易事，所以我们就先从与自动驾驶密切相关的车载激光雷达入手，来大致了解一下它到底有什么特别之处。

世间没有绝对完美的事物

车载激光雷达又称车载三维激光扫描仪，是一种移动型三维激光扫描系统。其工作原理就是通过不断向周围目标发射探测信号(激光束),并接收返回的信号（目标回波）来计算和描述被测量物理的有关信息，如目标距离、方位、高度、姿态、形状等参数，以达到动态3D扫描的目的。

根据这一原理我们可以知道，激光雷达线束越多，视线越密集，测量的精准度、分辨率和安全性也就越高。而车载激光雷达也普遍采用多个激光发射器和接收器，来建立三维点云图。从当前市场上较常见的车载激光雷达来看，机械式多线束激光雷达是主流方案，主要有4线/8线/16线/32线的，最高级别的64线和128线产品也有，但至今全球仍然只有Velodyne公司一家独有。

不过即使只是4线级别的激光雷达，与其他汽车感应识别技术（标准车载雷达及毫米波雷达等）相比，优势也很明显：

1、分辨率高：激光雷达工作于光学波段（特殊波段），频率比微波高2-3个数量级以上，并可同时跟踪多个目标，因此，激光雷达具有极高的距离分辨率、角分辨率和速度分辨率，这就意味着它能侦测到更小的物体，并且分辨出这些物体是行人、车辆或是垃圾堆，这也是激光雷达最显著的优点。

2、抗干扰能力强：激光属于直线传播、方向性好、光速非常窄，只有在其传播路径上才能接收到，所以干扰信号也很难进入激光雷达的接收机，另外，对于激光雷达而言，只有被照射的目标才会产生反射，完全不会受地物回波的影响，因此可探测低空/超低空目标，探测性远高于微波雷达。

3、获取的信息量丰富：可直接获取目标的距离、角度、反射强度、速度等信息，生成目标的多维度图像，使得整个画面更加直观。

当然，车载激光雷达也并非没有缺点，容易受天气影响便是其天生缺陷。比如在雨雪、浓雾、沙尘暴等天气条件下，不仅激光束的传播距离大受影响，大气环流还会使激光束发生畸变、抖动，直接影响激光雷达的测量精度，严重影响行车安全。但毫米波雷达穿透烟、雾、灰尘的能力强（波长越长，穿透性越强），相比于激光雷达是一大优势。这就有点类似于，汽车的卤素大灯与氙气大灯的区别，虽然都觉得氙气灯比卤素灯更高级一些，但在雨雪、雾霾等能见度低的天气里，卤素大灯穿透性却更好，更有优势。

这也是为什么大多数研发自动驾驶技术的汽车厂家都认为，要实现全自动驾驶，摄像头、雷达、激光雷达这三大传感器系统缺一不可，因为只有它们各自发挥优势，共同协作，才有可能实现这一美好愿景。

除此之外，高昂的成本、售价是车载激光雷达的另一大劣势。正如上文所说，激光雷达线束越多，测量精准度越高，但相应的价格也就越昂贵。譬如之前国内各类关于自动驾驶的相关报道中都有提及的业界领军Velodyne的64线激光雷达，售价居然去到了70万元，比众多豪华品牌整车售价还贵。可想而知，该公司旗下的128线激光雷达的造价只会更加昂贵，能真正用得起的厂家估计都没几个，更别说消费者买单与否了。