[汽車之家 新能源]  過去上百年的時間里，使用雙手更好的去駕駛汽車,，是汽車產(chǎn)品發(fā)展的方向,，也是汽車技術(shù)提升的方向。但當(dāng)輔助駕駛功能全面進(jìn)入到了汽車內(nèi)以后,，一臺車“看”的能力,，開始變得要比“開”更加關(guān)鍵。從我們熟知的倒車?yán)走_(dá),，到現(xiàn)在的激光雷達(dá),，汽車在“看”這件事上，你知道究竟發(fā)生了哪些故事么,？

●30秒快速了解全文：

　　1.從倒車?yán)走_(dá)到激光雷達(dá),，汽車的“視力”已經(jīng)進(jìn)化到了什么程度?

　　2.時下熱門的激光雷達(dá)，怎么區(qū)分性能好壞,？

　　3.探測距離成績有“貓膩”,？反射率是個你必須了解的要點！

　　4.未來汽車竟能實現(xiàn)“視野無限大”,！這一天離我們還并不遙遠(yuǎn),？

●汽車的“視力”是如何進(jìn)化的

　　雖然現(xiàn)在的汽車配備有內(nèi)外后視鏡，來幫助駕駛者擴(kuò)大視野范圍,，但仍舊無法消滅周圍存在的盲區(qū),，尤其是常見的倒車場景中,，很難直接觀察到車尾到障礙物的距離,。這時如果汽車這個“鐵疙瘩”能幫我們來“看一眼”該有多好，于是倒車?yán)走_(dá)（超聲波雷達(dá)）逐漸在汽車上實現(xiàn)了普及,，讓汽車擁有了對附近障礙物的“觀察能力”,。

　　 這時的汽車在“看”東西時，仍舊處于一種“似是而非”的狀態(tài),，甚至能把墻上畫的人當(dāng)成真實存在的人,，對靜止障礙物的識別也不太靠譜。實現(xiàn)自適應(yīng)巡航,、自動泊車基本已經(jīng)達(dá)到了汽車“視力”的“天花板”,，甚至還出現(xiàn)過撞上靜止車輛,、追尾前方白色貨車等重大事故。對于想要追求更高級輔助駕駛功能的我們,，汽車的“視力”還需要變得更強(qiáng)一些,。

　　顯然創(chuàng)造一個媲美人類大腦視覺功能的電腦，不是一件簡單的事情,，需要進(jìn)行大量的訓(xùn)練,，來教會機(jī)器人怎么從二維世界里挖掘到足夠多還足夠準(zhǔn)確的信息。所以更多的車企選擇了提升傳感器硬件能力的路線,，用一種更粗暴的方式解決“視力”問題,。像小鵬、蔚來,、理想等車企以及華為,，紛紛將激光雷達(dá)這種更高級的傳感器安裝到了汽車上。

　　激光雷達(dá)的工作原理類似于打手電筒走夜路,，先發(fā)射光束照亮我們面前的區(qū)域,，被照射到的障礙物再將光束反射回來，由激光雷達(dá)里的接收單元接收,，最后處理三維的空間信息,。相比只會拍攝二維畫面的攝像頭，維度上的碾壓能讓車輛的感知能力發(fā)生質(zhì)的飛躍,，甚至能分辨出近處飛來的物體只是一個薄薄的塑料袋,，還幾乎不受光線條件的影響。

●激光雷達(dá)的核心參數(shù)

　　作為車輛看世界的“眼睛”,，看得清,、看得全、看得遠(yuǎn)是激光雷達(dá)最重要的指標(biāo),。想要看得清,，被測量物體上就要有足夠多的激光點，形成足夠密集的點云,，這一原理與屏幕的分辨率大小與清晰度的關(guān)系非常類似,。而如果點云過疏，物體外形就會變形到無法辨別,，甚至探測不到障礙物的存在,。在這方面，最直觀的指標(biāo)就是角分辨率,，它以角度為作為單位,，數(shù)字越小代表的分辨率越高。

　　而如果角分辨率增大到0.2°,，在200m距離上2個激光光束之間的距離就擴(kuò)大到了200m*tan0.2°≈0.7m,，這時行人,、自行車、摩托車在點云里基本就是只剩一個點了,，在這種情況下,，真是人畜不分了。

　　看得全這個要點,，主要是靠激光雷達(dá)的水平垂直視場角這個參數(shù)來進(jìn)行評估,，體現(xiàn)了激光雷達(dá)的可視范圍有多大。根據(jù)目前披露的信息,，理想L9使用的激光雷達(dá)視場角是120°（橫向）×25.4°（縱向）,，蔚來ET7、小鵬G9和華為激光雷達(dá)都是120°（橫向）×25°（縱向）,，大家的差距不大,。

　　但車企在宣傳激光雷達(dá)的探測距離時，經(jīng)常會有兩個成績,。比如蔚來ET7使用的激光雷達(dá),，就有500m和250m兩個數(shù)值。而這兩個相差一倍的數(shù)字,，并不是存在什么“貓膩”,，而主要跟反射率條件相關(guān)，它就像在聊電動車?yán)m(xù)航時,，我們需要先明確NEDC/CLTC/等速這些工況作為前提,。

●反射率就是那個“貓膩”

　　反射率可以簡單理解為照向障礙物的光線有多少能被反射回來，是被探測物體反射的激光能量占總發(fā)射能量的百分比,。像用手電筒看路的過程一樣,，如果手電筒的光大都被前面的物體吸收了，反射回來的光線就不夠讓人看清前面有什么,，反射率低的物體也容易“消失”在激光雷達(dá)的視野里,。

　　業(yè)內(nèi)目前常用的探測距離標(biāo)準(zhǔn)，都是在物體反射率10%這一比較嚴(yán)苛的情況下測得的,，在這一標(biāo)準(zhǔn)下,，蔚來ET7、理想L9,、小鵬G9,、華為激光雷達(dá),，探測距離分別為250m,、200m、150m和150m,。它大概類似于探測一輛全黑車漆,、又把車牌和車燈用黑布蓋住的車輛時,，能夠探測的最大距離，這已經(jīng)屬于比較極限,、且很難在生活中出現(xiàn)的情況了,。

　　所以在看激光雷達(dá)的探測距離時，你需要像確定續(xù)航/油耗成績的工況一樣,，先瞅一眼這個成績對應(yīng)的反射率究竟是多少,。而同在10%這個比較極限的狀態(tài)下，激光雷達(dá)的探測距離也基本代表了它探測能力的下限,，對于比較,、判斷激光雷達(dá)的好壞是一個很客觀、有效的指標(biāo),。

●如何讓激光雷達(dá)看得更遠(yuǎn)

　　由于物體的反射率條件總是各不相同,，想要讓激光雷達(dá)看得更遠(yuǎn)，就需要從它發(fā)射,、傳播,、反射、接收這一工作流程中另外三個方面下手,，類似于手電筒照路過程中換個更厲害的手電筒,、再給人眼配上合適的眼鏡，主要對應(yīng)著發(fā)射功率,、散射系數(shù),、接收器靈敏度等指標(biāo)。而目前常見的905nm,、1550nm激光,，在這些環(huán)節(jié)上有著各自的優(yōu)劣勢。

　　而1550nm激光,，因為能被人眼的晶狀體和角膜吸收,、無法在人眼視網(wǎng)膜上聚焦成點、對視網(wǎng)膜傷害更小,，能使用的最大輸出功率上限要比905nm激光要大很多,。實際應(yīng)用中蔚來ET7使用的1550nm激光雷達(dá)27W的額定功率要比理想L9、小鵬G9 905nm的激光雷達(dá)高出近1倍,，這對提升激光雷達(dá)的探測距離很有幫助,。

　　但就像不同輪胎適應(yīng)不同路況一樣，不同波長的激光雷達(dá),，也有自己更適應(yīng)的環(huán)境,。比如，1550nm激光更擅長在空氣、粉塵中傳播,，但卻對水比較“過敏”,，在雨雪天氣里不如905nm激光更“堅挺”，探測距離也會受到一定的影響,。

　　最后,，物體反射回來的激光，還需要被光電探測器轉(zhuǎn)化成電信號,，再由信號處理模塊進(jìn)行識別和處理,。光電探測器的靈敏度高低，也是激光雷達(dá)“眼神”好不好的重要指標(biāo),。由于不同類型的半導(dǎo)體材料,，對不同波長的激光靈敏度不同，905nm激光通常使用硅基光電探測器,，1550nm激光則需要搭配價格更貴的銦鎵砷光電探測器,。

　　總的來說，1550nm激光在探測距離上擁有一定的優(yōu)勢,。但需要說明的是,，它需要使用光纖激光器來產(chǎn)生激光，再用銦鎵砷光電探測器進(jìn)行接收,，這兩種器件的價格目前要比905nm激光常用的半導(dǎo)體激光器和硅基光電探測器貴很多,。想看得遠(yuǎn)，現(xiàn)在也要付出不低的成本作為代價,，不過好在它們的價格在近幾年也出現(xiàn)了跳水,，也許不久之后就能降價到一個消費者都能接受的程度。

●如何讓汽車看得再遠(yuǎn)一些

　　而如果,，我還想讓汽車看得再遠(yuǎn)一些,，有辦法么？有,！那就是給車輛和道路裝上車聯(lián)網(wǎng)的“超級賽亞人形態(tài)”——V2X技術(shù),。有了它，汽車的“視野”范圍將進(jìn)一步從車輛周邊的區(qū)域拓展至網(wǎng)上的每個節(jié)點,，不僅在自動駕駛時更安全,，還可以做到告別堵車、一路綠燈,。

　　 以目前的技術(shù)水平,，V2X已經(jīng)可以實現(xiàn)“透視”被遮擋的行人讓車輛提前減速、從輔路依次匯入主干道,、交通燈信號等交通標(biāo)志信息的預(yù)報,、根據(jù)紅綠燈信號計算出全程綠燈暢行的理想速度等功能,，是對車載傳感器感知能力的有效補充。而智慧道路,、智慧城市的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也在北京,、上海,、無錫等地進(jìn)行建設(shè),，這樣一種“神奇”的功能也離我們并不遙遠(yuǎn)。

總結(jié)：

　　從一個小小的倒車?yán)走_(dá),，到現(xiàn)在非常熱門的激光雷達(dá),，再到設(shè)想中“萬物互聯(lián)”的V2X的巨大網(wǎng)絡(luò)，汽車能“看”到的世界,，正在快速超越人類的視力范圍,，甚至在未來的汽車“眼”中，世界可能不再有“盲點”,。你能想象那時的汽車,，又是在如何駕駛和使用呢？（文/汽車之家 孫一超）