万能激光雷达是不可承受之重

现在自动驾驶是很热的，但是繁荣背后的问题也很多。当自动驾驶进一步深入时，一些刚得到解决或没有完全解决的新问题又会出现。

无激光雷达需要自动驾驶吗？

第一个问题是，在我研制激光雷达之前，业界已开始讨论自动驾驶到底需要不需要激光雷达？

在这一问题上，需要和不需要激光雷达的双方都有明确的态度。众所周知，特斯拉的马斯克，他也曾坚决反对使用激光雷达，并坚持以照相机加雷达为主的计划。但是从现实情况来看，目前绝大多数高阶(L3以上)自动驾驶企业，无论是在 demo还是在试运营期间，基本可以看到激光雷达的身影。

到最后，自动驾驶系统是否需要激光雷达？本人认为，有必要。更普遍的问题是，目前的传感器组合还不能支持level3以上的自动驾驶系统。

现在L2自动驾驶的主要传感器是什么？没有摄像机，主要的传感器是人，是驾驶员。怎么这样说？由于驾驶辅助系统仍然低于level2级(包括L2)。那谁才是真正负起驾驶辅助系统的责任呢？他是驾驶员因此，当看到一些辅助驾驶车辆发生事故时，无论是汽车制造厂还是科技公司，都会说车辆在法律上没有责任，因为责任的承担者是驾驶员。因此，驾驶员作为主要传感器，其能力远远超过当前所有传感器的组合。

那么level3以上怎么办？责任必须由车辆自己承担。此时，驾驶员无需承担任何责任，不再是传感器了。只有当车辆传感器无法工作，需要人工接管系统时，司机才能提供传感器功能。这就是说，level3以上的自动驾驶，汽车传感器要承担比现在更强大的责任。

因此，我直接问大家一个问题，现有的传感器组合是否能承受所有的感知能力？我不认为。

当然，将来是否一定要使用激光雷达呢？不见得，也许将来会有突破的技术出现，可能是V2X或4 D毫米波雷达雷达，或者特斯拉最近提出的激光视觉系统，新的传感器如果性能强、质量可靠、价格低廉，可能会取代现有的所有传感器。

不管怎样，自动驾驶需要将现有的传感器升级为更强大的传感器组合，这是我对第一个问题的回答。这种回答就是用 highlevel来比较。

但是在工作中，我们将更详细的讨论实际的表现。例如，与照相机、毫米波雷达相比，激光雷达各有哪些优缺点，那么在哪种应用场景下性能更好，它们之间是否有特定的互补性。

自动化驾驶需要什么激光雷达？

下一步，我们将讨论第二个问题，用哪种激光雷达呢？

现在绝大多数用户或从业人员，都会认为自动驾驶需要激光雷达，但无法使用，因为价格太贵。事实上，近两年来，激光雷达的价格已经有了数量级的下降，但是还不够，客户总是希望价格更低。

那价格是怎样降低的呢？一种说法是，当应用量大时，价格自然会下降。但是我觉得效果并不明显。本人认为，激光雷达价格下降，必然是技术和生产方式的突破，而不仅仅是应用的数量。唯有技术上的突破，才能使一个产品真正将价格降到数量级。有一个非常清楚的问题。自动化驾驶需要哪种激光雷达？首先要便宜。

另一个还需要激光雷达，有什么可以利用的呢？

现在我遇到的所有汽车厂或自动驾驶 robotaxi、自动驾驶物流、矿场客户都说，现在用激光雷达都挺不顺手的。

有很多方面的不顺，首先最直接的就是产品的稳定性和使用寿命。据我所知(也许不太全面)，目前市场上绝大多数的激光雷达，如果一天能工作8到4小时，前一年使用的激光雷达都是高质量的。但是如果我是用户，会觉得这个东西没法用。任何一款汽车产品，特别是如此重要的激光雷达，都无法接受这种产品的质量和寿命周期。那是个大问题。

因此我们对产品的要求，应综合考虑性能参数。为何说是全面的考虑？在用户方面，激光雷达 FOV最好能达到360度覆盖，纵向可达到90度或180度，然后最短的探测距离是在10厘米以内，对10%的反射率进行检测时，最好是做到10厘米以内，检测距离要达到360度以上。

每个人都希望拥有一台万能激光雷达，但是我感觉到这种需求，或者说一种很大的期望，实际上对于激光雷达来说是不可承受的。一台激光雷达能打遍天下，反而抑制激光雷达的应用。

就像现在的照相机一样，我个人认为，在自动驾驶汽车里，至少会有6个8个，10个12个16个摄像头。是不是所有这些前方，侧面和后侧的照相机性能相同？是否要求完全相同的性能？没有。摄像机在不同位置所实现的功能决定了其性能的高低。

在这种情况下，为什么要让激光雷达在汽车上做一切事情呢？为何不在车里还安装 N个激光雷达，每一种激光雷达发挥最大的作用，有的激光雷达看得远，有的看得宽，有的看得清楚。想像一下，侧面的激光雷达要看那么远吗？没有必要，但是它对最近的探测距离要求很高。正面装的话，要看远一点，但是最近距离要求10厘米，要这么近吗？

假如我们能够在这些方面达成平衡，或许我们的选择将更加灵活。对制造商的激光雷达来说，压力也会小很多，因为他不需要提供万能激光雷达，靠一招鲜就能打天下。这里有一些关于第二个问题的想法。

如何应用激光雷达进行自动驾驶？

三是激光雷达如何应用于自动驾驶领域？我将从两个方面对此进行阐述。

首先，激光雷达在自动驾驶中的应用场景是什么？如今L3要考虑的是高速公路上的 HighwayPilot，这对激光雷达有一些更高的要求。例如，希望道路上的不规则物体，无论是轮胎、小盒、石块什么，都可以在较远的距离用激光雷达探测到。即使在高速公路上，当一辆车离得很近的旁边有一辆 cut in车进来时，通过较宽的 FOV能否尽早识别车辆。

再者，现在代客泊车也是非常热门的应用。对于激光雷达，那一代客泊车的需求是怎样的呢？虽然不用看那么远，而且对于队内激光雷达的帧频要求也没有那么高，但是它希望能最大限度地发现一些最近的障碍。并且当停车场光照条件不理想时，会检测到收费口护栏、行人和其它障碍物。

下一步要做城市道路，后面要做无结构的道路。我们可以看到各种场景，如行人、三轮车、推童车的行人、推着轮椅的人，这些对于激光雷达的需求又是怎样的呢？下一步更加困难的是，对于非结构化道路，乡镇道路甚至没有公路，坑坑洼洼，这种应用场景对我们的激光雷达有什么要求？

因此我觉得，对于不同的应用场景要求，对于激光雷达的性能指标，应用的方法也会不一样。

只考虑前向激光雷达，如何安装应用？目前有较常见的几种应用方式，见的机械旋转式激光雷达最多，因为它充分发挥了视野360度的优势，所以绝大多数或几乎100%安装在车顶上。但是这种安装位置，给整车造型带来了挑战和一些新的问题。

除顶部安装外，有些激光雷达的 FOV尺寸可能并不大。所处的位置也可以分为高中低三个不同位置，低的可以放在前格栅保险杠的位置，中的可以放在风挡后面，高的也可以放在车顶。虽然不同的安装位置有不同的优点，但是这些缺点都很明显。

但是每个位置并不只是简单的安装就可以了，相反，对于任何地点，我们都会做很多的讨论。比方说高中生低三个职位，我们要有很多创意性点子。由于安装在不同的高度上，盲区的视角将完全不同，这也将影响最大探测距离。同理，不同位置的激光雷达清洗也有不同的要求。

另外，如果将雷达安装在风挡内，则会遇到一个问题，那就是风挡玻璃对激光雷达的折射和反射的衰减。

这类问题，在我们真正做项目或沟通时，需要投入大量的人力和客户一起进行模拟，完成利与弊的详细分析，以达到最佳的安装方式。

这确实是个挑战，但是相对来说，如果我们和客户之间能够做到非常透明、深入的沟通，这个问题在短期实际上是比较容易解决的。

怎样才能提供性能稳定且可靠的激光雷达？

四、主要是站在激光雷达供应商的角度来看问题，我们如何才能提供市场上需要的、能大规模快速生产、性能稳定、质量可靠的产品？

对这一问题，我认为这不是纯生产问题。在研究和开发过程中必须首先进行系统设计，是生产通用产品，还是针对客户应用，或者是市场上某一特定应用的开发。

根据我对市场的理解，我个人认为，在某个特定的应用场景下开发激光雷达产品，也许是更合适的方案。但是这类产品，不能闭门造车，也不能看友商在做什么，因为每个客户应用场景要求的产品，激光雷达的性能并不相同。

因此，此时的需求，系统设计实际上来源于市场，来自于客户。这样做要花很多时间倾听市场需求并分析客户需求。

特别是现在，我们的客户和我们正在摸着石头过河。而且我觉得，研发完成后对生产的挑战是，原来是机械旋转技术，现在有了 MENS和 fresh两种，接下来就是不同技术路线的激光雷达产品，到目前为止还比较少。

而我个人也没有看到现成的、成熟的激光雷达自动化生产线，这样的照相机不能和照相机相比较，十分成熟。对激光雷达公司而言，可以选择的供应商不多。我公司的生产选择专业公司外包。外包时，我们找不到现成的自动生产线来制造激光雷达，因为这是一种非常精密的光电一体化设备，它要求极高的分辨率，扫描速度非常快，光路设计及在生产过程中很难进行纳米光路对准。我公司现已为我们定制了一些生产设备。