未来车之眼？五个问题带你了解激光雷达

摘要[汽车之家技术] 无论接受与否，未来可能注定将由AI取代你成为汽车“方向盘”后方掌控全局的“人”。TA们看得更远、懂得更多、反应更快，能自动避免拥堵，还能够提前感知危险避免事故——最重要的，是这些机

　　[汽车之家技术] 无论接受与否，未来可能注定将由AI取代你成为汽车“方向盘”后方掌控全局的“人”。TA们看得更远、懂得更多、反应更快，能自动避免拥堵，还能够提前感知危险避免事故——最重要的，是这些机器人永远不会酒后驾车，这就是自动驾驶时代为我们描绘的美好蓝图。今天我们要聊的，是自动驾驶时代车辆上一个必不可少的重要组件——激光雷达。为什么说激光雷达是自动驾驶时代的必需品？它同普通雷达相比有何优势？我们采访了多位业内专家和企业，并通过下面五个问题来给大家科普一下。

这篇文章我们要聊到：

1、激光雷达的基本原理

2、激光雷达看到的是什么？

3、车载激光雷达有何不同之处？

4、现在车上已经有了各种各样的雷达，为什么还需要激光雷达？

5、激光雷达还分固态和——“液态”？

Q1：为啥激光能做雷达？

　　Emmm…故事似乎要从一个多世纪前说起，在1916年，“天外来客”爱因斯坦首先描述了原子的受激辐射与自发辐射的关系，虽然我听不懂，但是这个发现为后来制造激光奠定了基础。在1960年，位于美国加州的休斯实验室制造出了人类史上第一束激光。

　　激光的应用领域非常广泛，从医学手术、激光打印到未来星球大战的激光武器不一而足，而其中一个重要的分支，就是用来测量距离。由于激光光束笔直（准确度高），且光子特性一致（抗干扰性好），所以是测量距离的理想介质。当发射源向目标物体发射光束，光束反射之后被传感器接收，依据这期间的时间差，就可以计算出同目标物体之间的距离，这就是飞行时间测距法（Time of Flight,简称ToF）。

　　这便是激光雷达的基本原理，简单来说，一个激光发射器和一个接收传感器，就组成了激光雷达的基本结构。同世界上众多尖端科技一样，激光雷达最初也是应用于军事领域。在1961年，休斯飞机公司推出了世界上第一个类似于激光雷达的系统，用于追踪卫星。随着技术发展成熟，激光雷达如今被应用于各种领域的测量勘探工作，从研究大气成分、地质结构到全新的iPad Pro，以及我们将要重点讲述的自动驾驶。

Q2：装在汽车上的激光雷达有啥不一样？

　　虽然前路漫漫，但是如今业界都对自动驾驶时代充满了憧憬。对于自动驾驶的主体——汽车来说，如何像驾驶员一样，或者比驾驶员对周围的环境有更准确全面的认知，是实现自动驾驶的前提条件。而激光雷达精准测量的优势，在目前来说是实现自动驾驶的不二选择。根据激光测距的原理，一束激光理论上可以测量到一个点的距离，但是自动驾驶车辆需要对周围环境进行全方位的感知，如果让这束激光旋转起来，就可以实现对周围环境的360°测量，而一束激光旋转之后，得到的是雷达与周围一条线之间的距离。

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【激光雷达基本工作原理】

　　汽车如果需要对周围的环境有更加全面立体的感知，仅仅得到一条“线”的数据显然是不够的。在此基础上，在雷达中集成更多的激光器，从不同角度发射测量光线，就能够实现对周围物体更加全面而细腻的扫描，能够让车辆对周围事物形成一个精准的三维感知。对于机械旋转式激光雷达而言，有多少个激光发射器，就代表了这是多少“线”的激光雷达，激光雷达的线数越多，对周围环境的测量就越全面，当然成本也是随之飙升。下面我们以国内激光雷达的代表企业禾赛科技的产品为例，做一个更加直观的解析。