[汽車之家 技術] 無論接受與否，未來可能注定將由AI取代你成為汽車“方向盤”后方掌控全局的“人”。TA們看得更遠、懂得更多、反應更快，能自動避免擁堵，還能夠提前感知危險避免事故——最重要的，是這些機器人永遠不會酒后駕車，這就是自動駕駛時代為我們描繪的美好藍圖。今天我們要聊的，是自動駕駛時代車輛上一個必不可少的重要組件——激光雷達。為什么說激光雷達是自動駕駛時代的必需品？它同普通雷達相比有何優(yōu)勢？我們對話了多位業(yè)內專家和企業(yè)，并通過下面五個問題來給大家科普一下。

這篇文章我們要聊到：

1、激光雷達的基本原理

2、激光雷達看到的是什么？

3、車載激光雷達有何不同之處？

4、現(xiàn)在車上已經(jīng)有了各種各樣的雷達，為什么還需要激光雷達？

5、激光雷達還分固態(tài)和——“液態(tài)”？

Q1：為啥激光能做雷達？

　　Emmm…故事似乎要從一個多世紀前說起，在1916年，“天外來客”愛因斯坦首先描述了原子的受激輻射與自發(fā)輻射的關系，雖然我聽不懂，但是這個發(fā)現(xiàn)為后來制造激光奠定了基礎。在1960年，位于美國加州的休斯實驗室制造出了人類史上第一束激光。

　　激光的應用領域非常廣泛，從醫(yī)學手術、激光打印到未來星球大戰(zhàn)的激光武器不一而足，而其中一個重要的分支，就是用來測量距離。由于激光光束筆直（準確度高），且光子特性一致（抗干擾性好），所以是測量距離的理想介質。當發(fā)射源向目標物體發(fā)射光束，光束反射之后被傳感器接收，依據(jù)這期間的時間差，就可以計算出同目標物體之間的距離，這就是飛行時間測距法（Time of Flight,簡稱ToF）。

　　這便是激光雷達的基本原理，簡單來說，一個激光發(fā)射器和一個接收傳感器，就組成了激光雷達的基本結構。同世界上眾多尖端科技一樣，激光雷達最初也是應用于軍事領域。在1961年，休斯飛機公司推出了世界上第一個類似于激光雷達的系統(tǒng)，用于追蹤衛(wèi)星。隨著技術發(fā)展成熟，激光雷達如今被應用于各種領域的測量勘探工作，從研究大氣成分、地質結構到全新的iPad Pro，以及我們將要重點講述的自動駕駛。

Q2：裝在汽車上的激光雷達有啥不一樣？

　　雖然前路漫漫，但是如今業(yè)界都對自動駕駛時代充滿了憧憬。對于自動駕駛的主體——汽車來說，如何像駕駛員一樣，或者比駕駛員對周圍的環(huán)境有更準確全面的認知，是實現(xiàn)自動駕駛的前提條件。而激光雷達精準測量的優(yōu)勢，在目前來說是實現(xiàn)自動駕駛的不二選擇。根據(jù)激光測距的原理，一束激光理論上可以測量到一個點的距離，但是自動駕駛車輛需要對周圍環(huán)境進行全方位的感知，如果讓這束激光旋轉起來，就可以實現(xiàn)對周圍環(huán)境的360°測量，而一束激光旋轉之后，得到的是雷達與周圍一條線之間的距離。

【激光雷達基本工作原理】

　　汽車如果需要對周圍的環(huán)境有更加全面立體的感知，僅僅得到一條“線”的數(shù)據(jù)顯然是不夠的。在此基礎上，在雷達中集成更多的激光器，從不同角度發(fā)射測量光線，就能夠實現(xiàn)對周圍物體更加全面而細膩的掃描，能夠讓車輛對周圍事物形成一個精準的三維感知。對于機械旋轉式激光雷達而言，有多少個激光發(fā)射器，就代表了這是多少“線”的激光雷達，激光雷達的線數(shù)越多，對周圍環(huán)境的測量就越全面，當然成本也是隨之飆升。下面我們以國內激光雷達的代表企業(yè)禾賽科技的產(chǎn)品為例，做一個更加直觀的解析。

【車載激光雷達實現(xiàn)了對周圍環(huán)境全面立體的精準探測】

　　相比在其他領域使用的激光雷達，自動駕駛對于所使用的車載激光雷達無疑有著更為苛刻的要求：作為無人車的“眼睛”，性命攸關的它不容許有絲毫的差錯，因此車載激光雷達必須達到車規(guī)級標準。

　　車載激光雷達有如此多的苛刻要求，所以是一項技術壁壘非常高的高科技產(chǎn)業(yè)。雖然目前市場規(guī)模并不算大，但是對于未來而言，激光雷達技術是通往自動駕駛的必經(jīng)之路。所以無論主機廠還是各大零部件供應商對其都是趨之若鶩。