激光雷達到底該裝在哪？理想和集度的老板在線battle

激光雷達，曾被馬斯克稱為"只有傻瓜才會用的東西"，有13款自動駕駛汽車將于2022年量產，從一到四款不等。

前不久汽車前蓋上集中的激光雷達，從遠處引起了李想的討論，反映了激光雷達被廣泛應用的趨勢。那么激光雷達有哪些種類，應該放在哪里呢？今天我們就來了解一下這款神奇的激光雷達。

什么是激光雷達？

車載激光雷達又稱車載三維激光掃描儀，是一種移動式三維激光掃描系統，是城市建模最有效的工具之一。它主要由發射系統、接收系統和信息處理三部分組成。基本原理是在車上安裝3D激光掃描儀的POS系統，可以進行更大范圍的3D建模。

具有分辨率高、精度高、反應速度快、對工作環境影響小等優點。與常用的毫米波雷達相比，可以看出激光雷達的建模和成像能力更好，激光雷達在左側。

目前，激光雷達主要有三種：機械激光雷達、半固體激光雷達和全固體激光雷達。

1.機械旋轉激光雷達

屬于最早、最成熟的雷達技術，但存在體積大、裝配困難等問題，無法在車載應用中驗證車規。

它通過旋轉實現360度水平覆蓋，通過內部鏡頭實現垂直覆蓋。與其他類型的激光雷達相比，機械式激光雷達更耐用、更穩定，所以一般測試車使用機械式激光雷達進行掃描。

2.半固體激光雷達

這是目前車載雷達的主流產品，按照掃描方式可以分為以下幾種：硅基MEMS、轉鏡、振鏡轉鏡、旋轉透射棱鏡。

半固體激光雷達可以120度擺動，掃描成本低，精度高。目前比較成熟，是快速通過車規認證的技術方案，比較適合目前的裝載要求。

3.全固態激光雷達

目前全固態激光雷達技術還不成熟，屬于實驗階段，暫時難以量產。這臺激光雷達沒有機械擺動結構，所以體積更小，性能更好。

綜上所述，激光雷達的發展史也可以比喻為計算機硬盤的發展史，從笨重復雜的機械硬盤發展到輕便高性能的固態硬盤。一步一步完善發展，說不定固態機械雷達很快就會普及到我們的日常生活中。

激光雷達到底要放在哪里？

關于將激光雷達放在哪里的位置，目前主要有兩種方案。一種是像理想L9（查成交價|參配|優惠政策）、蔚來ET7和智己L7（查成交價|參配|優惠政策）一樣將其放在車頂，凸起一個“小犄角”，仿佛瞭望塔一般。另一種方案是將其放于前保險杠附近，小鵬P5（查成交價|參配|優惠政策）、極狐阿爾法S華為HI版都采用了這種安裝方案。那么安在哪個位置更合理呢？

目前來說，雖然頭頂一個包被很多人為之詬病，但綜合考慮后還是安置在車頂的方案更加合適，主要有以下幾方面原因。

第一、盡量減少維修成本，如果安置在車頭部分，難免會遇到追尾等問題。參考激光雷達的售價，Velodyne最初為谷歌無人小車提供的64線激光雷達價格高達8萬美元。小鵬P5采用的固態激光雷達HAP，因為是大疆旗下的Livox覽沃基于Horiz系列產品升級而來，HAP單價總算被壓低到幾千元人民幣，但碰一下還是錢包滴血。因此放在車頂能避免增加維修成本。

第二、防遮擋。激光雷達和毫米波雷達原理相似，是利用回波成像來勾顯被探測物體的，如果放在保險杠附近較低的位置的話，可能會存在被污泥等遮擋的情況。雖然RoboSense在去年CES展示的M1激光雷達設計了自動清洗功能。但現在市面上搭載激光雷達的車型，還沒有配備這項功能。所以目前來看激光雷達放在車頂可能會更好一些。

第三、探測效果更好。俗話說站得高看得遠，更高的激光雷達位置能帶更好的探測視野，幫助我們提前預判前方障礙物，探測的更加全面。目前激光雷達的探測距離最遠一般在100米~150米，放在車頂的話垂直方向能得到更大的視場角，可以彌補一些激光雷達垂直方向寬度不足的原因。

第四、起到保護行人的作用。根據行人碰撞法規，車頭適當做的更軟能夠起到緩沖作用，避免傷害行人腿部。因為在發生汽車與行人碰撞的事故中，行人的下肢是受傷的“重災區”，雖然一般不會危及生命，但是卻容易致殘，給傷者之后的生活帶來沉重的負擔。

如果在車頭部分裝置激光雷達的話，勢必會增加車頭的剛性，這會增加行人受傷的風險，因此從這方面考慮，將激光雷達放置在車頂的方案會更勝一籌。

同時，放在車頂的激光雷達也存在一些缺點。比如爭議最大的造型設計問題，還有像防水情況，線束的安排等，以及不可避免的盲區問題。

激光雷達對于近場的低矮障礙物，會普遍存在一定的盲區。如果將激光雷達放置在保險杠位置上，其對近場低矮障礙物的識別會更好，例如奔馳EQS，就選擇在保險杠正前方位置集成1顆激光雷達。

雷達是不是越多越好？

上文分析了各個位置的優缺點后，有人可能會說，“那好辦啊，多加幾顆激光雷達不就好了。”的確，激光雷達越多越好，但結合目前的軟件處理水平考慮，盲目增加雷達數量的方法其實并不可取。因為激光雷達具有非常大的傳輸量和快速的探測時間，所以它對于控制器的要求非常高，過多的雷達數量可能會導致目前的芯片出現過載的情況，會出現發熱、耗電嚴重等問題。

輔助駕駛能力是一個體系，不是單單看哪一個參數就可以決定的，需要進一步的深度融合計算，也就是說激光雷達的數量再多，沒有一個比較領先的自動駕駛軟件平臺的話也是徒勞無功。

因此，以目前的技術來說，激光雷達并不是越多越好，但在技術能實現的情況下，一定是越多越好的。

其他集成位置

除了上面主流的兩種集成位置外，還有放置在車前機蓋和擋風玻璃上的設計。

在集度發布的首款汽車機器人概念車車頭部位，就采用了機蓋激光雷達的設計方案，理想汽車創始人李想對此設計不太認同，認為這種將激光雷達放在發動機蓋上的設計沒法通過最新的行人碰撞法規，而且放置在車頂的方案優于機蓋上放置兩個激光雷達。

除此之外，蘋果公司于2020年3月提交了一份關于車載激光雷達設備的專利申請，設計將其安裝于車輛的擋風玻璃后面。

這樣的確解決了放置在車外的造型和風阻等問題，但是關于玻璃造成的信號衰減問題一時半會卻無法解決。

相比于攝像頭，曲面結構的擋風玻璃會造成激光雷達電磁波信號衰減。而且在 《汽車安全玻璃》 規定下的擋風玻璃透光率只是不低于70%，并不是符合激光雷達需求的高透光玻璃，高透光玻璃的透光率要求達90%以上，這會帶來成本的增加。目前來說還具有較大的難度。

寫在最后

在當下技術水平有限，導致激光雷達數量受到限制的情況下，車頂激光雷達的布局是目前最優解決方案。同時在提升自動駕駛上，更要進行數據訓練，開發高精度地圖以及成熟的軟件，綜合提升自動駕駛的準確率。

隨著科技的進步，激光雷達技術越來越成熟，而汽車行業對于激光雷達的需求也越來越強勁，我們相信，其在未來將會有非常宏大的發展空間。