激光雷达正在激活百亿新市场

智慧高速公路是浙江率先在杭州湾率先提出的“超级高速”概念，在大数据、人工智能、5 G、自动驾驶等一系列新技术应用于高速公路上，将新建、改造杭绍台、杭绍台、杭绍台、杭绍台、杭绍台、杭州湾等一批高速公路的新技术。

新建成的杭绍甬智慧高速公路，将沪杭甬高速、杭州湾跨海大桥智能化改造为代表，实现湾区全域高速公路智慧化；

杭绍甬初步确定，将建设高精定位系统、车路协同通行系统、5 G通信网络系统、新能源及无线充电系统、自动驾驶路测系统、自由流收费系统、大数据驱动的智慧云控平台、自动驾驶及货车编队、全新的出行体验系统、自主知识产权系统等十个方面的改造。

智能高速，是对高速道路基础设施的改造升级，其中包括2019年如火如荼的 ETC系统和V2X车路协同系统。

先把道路上的行驶信息数字化，再针对不同的应用场景，提高信息的密度、准确度，为交通提供更高效的交通服务，甚至于提供相关决策力。它是对高速智能的终极期望。

一、提升智慧高速

构建智能高速的目标和建设将是分阶段、分目标完成的，例如，智能高速上的摄像头将更加密集，从现在的2公里一个，加密到1公里一个；每隔一段距离设置卡口，可以识别经过的每一辆车车牌，实现跟踪对违规行驶行为、实时反映路况等功能。

而这其中，关键的感知监控方案，有很多讲究的地方。电视节目中存在的问题比较清晰，局限于摄像机本身的缺陷，如易受环境影响，在光线差或强的环境下，误判率高，检测精度低，检测距离短等。与此同时，路端的计算需要很强的算力，对云的带宽和实时影响等等。

所以，在车流较大的路口或路口，单靠视频方案很容易出现安全误报、误报等问题，不可能实现稳定安全的智能道路目标。

而且激光雷达本身对光不敏感，无论白天黑夜都不影响它的感知效果，因此大大提高了感知的适应性和准确性。与此同时，视频方案在弱光、逆光以及强光环境下的检测效果也容易出现图像模糊甚至看不清的情况，尤其在夜间环境下，视频方案基本上失效。

对激光雷达而言，不受光线条件的限制，在弱光、逆光、强光环境中，甚至夜晚，点云效果都能保持正常。

过去，高速公路上只使用过单线式激光雷达，主要用来区分车辆，以作交通流量调查，以及在收费站自动发卡车道辅助车型分类，以及作为车辆长宽高的判别(基于道路超限控制的需要，超过一定尺寸的车辆不允许驶入高速)。

智能高速技术还处于起步阶段，一些省份已经不满足于仅仅依靠摄像机获取道路信息，开始尝试各种传感器融合，力求获得高精度的路况信息，用来做提高调度指挥效率，减少事故，提升安全运行水平，但现在主要是以毫米波雷达配合摄像机的方案为主。

与红外、视频、激光等光学导引头相比，毫米波导引头能够穿透雾、烟、尘，具有全天候全时的特点。常用来监控道路上的车辆目标、速度。但是毫米波雷达也有其局限性，如对多目标跟踪、静止障碍物和小物体的监视等方面存在缺陷。

与之相比，高线束激光雷达在分辨率、检测精度、致密信息覆盖等方面更胜一筹，可以满足更高层次的自动驾驶和监管要求。

例如， Innovusion (图达通)公司推出的300线图像级激光雷达，其线束可达市面上32线激光雷达的10倍，其分辨率与早期 VGA显示相近，能获得物体表面更多的反射点。

纵向方向角分辨率可精确到0.13°，是32线激光雷达的4.6倍，是唯一能分辨远距离小物体的激光雷达。对于行人来说，实际可检测和识别能力超过200米。对图像级的激光雷达来说，多目标跟踪监控、静止障碍物和微小物体的监测是不受欢迎的。

线束超过百线的激光雷达，尤其是图像级激光雷达，在性能和环境适应性方面，已远远优于传统的毫米波雷达和毫米波雷达。

• 路侧激光雷达，势在必行

像浙江、山东等省已开始探索在高速公路上实现自动驾驶，高速V2X项目也将获得巨大的市场空间，但高速公路这类传统领域对于新产品的需求并不会立刻爆发，需要不断引导。

当前，全国高速上已配置了约2万台激光雷达，用激光分型约2000台，长宽检测设备约3000台，主要用于2019年底全国省界收费站取消项目。

智能高速，尤其是支持自动驾驶的高速公路，在诸如 RSU、边缘计算机处理(Mobile EdgeComputing, MEC)、摄像头、交换机、5 G网络、路侧终端平台、终端平台，部署激光雷达等其他设备。

它是一种传感器单元，它能获得包括道路静态环境和移动物体三维空间信息在内的高密度、级点云数据。

激光雷达相对于传统的传感器，其优点是可以从点云图像中，提取出通过道路斑马线及斑马线区域的行人、车辆等，清晰的人行道区域有利于划定电子围栏区域。

另外，其探测距离可达280米，利用超长探测距离可实现超视距探测，可为行驶车辆提供超视距预警信息和道路拥挤状况。利用激光雷达采集的包括远距离的点云数据，经网线或光纤传输到 MEC，可对道路车流量和车辆等待时间进行统计，从而判断道路拥挤状况。

在不同距离上的道路信息包括通过 MEC通过 RSU反馈到用户车辆端，使车辆能够获得远距离的交通状态，从而达到交通预警的作用，防止碰撞等系列交通事故的发生。

通过 MEC系统将这些道路信息发送到终端服务器或展示平台，以进行实时道路交通状态监控，或者进行数据的二次开发。

通过这些信息，车辆可以判断车辆是否拥挤等情况，实时进行车辆运行状态调整，选择合适的行驶路线，有效避免碰撞等交通事故的发生。

Innovusion图达通公司的路侧激光雷达产品，可利用光脉冲，在100X40°的视场范围内，包括周围静态环境和在路上行驶的行人。该雷达每秒可输出一百万点，并集中在100°水平方向上，可以产生级点云，更利于目标识别。

与毫米波雷达相比，具有高密度云量、大视角、远距离探测性能的激光雷达，其性能比毫米波雷达、摄像机性能翻倍，因此在进行路端布置时，可有效减少沿路布置的数量，降低整体采购成本，提高系统可靠性。

• 从高速到普遍的巨大市场

当前，高线束激光雷达在高速公路上的应用还处于初步探索阶段，正在全国范围内结合智慧高速和车路协同进行试点推广。

目前，全国已通车的高速公路已超过15万公里，今后10年内在路侧每250米布设一台激光雷达，主要用于协助无人驾驶，并可替代现有的单激光交调、事件探测产品。

此外，在全国3万多个收费站入口治超检测项目中，对车辆做了长宽高尺寸的识别。公路应用成熟后，逐步进入国省道和干线公路。前不久，山东交通运输系统发布通知，将按照《2018-2022年》的要求，全面提升山东地区的信息化、数字化水平。

以“全国领先、远结合、适度超前、先进实用、标准统一”为原则，以“全天候通行、全路段感知、全过程控制”为目标，加快推进济青中线、京台高速公路泰安至枣庄段两个智慧高速公路项目建设目标。

目前，北京、河北有延崇、京雄、大兴新机场；浙江有杭绍甬、沪杭等地；广东有南沙大桥和广兴机场；江西有宁崇、京雄、大兴机场；

必须强调的是，高速公路与其他行业相比存在着一定的行业壁垒，产品竞争的激烈程度远远不及一般的民用产品市场，产品质量过关，能够准确把握用户需求点很可能在短时间内获得大批量订单。

根据高工智能汽车研究院发布的车路协同市场数据报告，未来五年内，国内对路侧(高速公路)激光雷达的需求规模将接近20亿元。鉴于新基础设施和5 G应用速度加快，这一细分市场的需求可能会继续扩大。

在未来五年内，城市公交、公交等一二线城市智能化升级将为未来五年内交叉路口激光雷达带来60亿元的市场需求。

加快交通运输基础设施数字化，完善城市道路网信息采集系统，推进数字高速建设，为智能网联应用提供支撑，将成为未来高速智慧交通的发展趋势和目标。