2022年可以說(shuō)是激光雷達(dá)“上車”的元年了，各家車企也都在拿新車型上搭載的激光雷達(dá)數(shù)量作為宣傳賣(mài)點(diǎn)，你有1顆，那我就裝2顆、3顆甚至4顆。相比之下，最早提出搭載激光雷達(dá)的蔚來(lái)ET7反倒顯得有些“落后”了。不過(guò)雖然數(shù)量不多，但如果把ET7上的激光雷達(dá)單拎出來(lái)，實(shí)力絕對(duì)算得上是同級(jí)最強(qiáng)了！所以今天就來(lái)給大家一文講透：蔚來(lái)ET7的激光雷達(dá)到底強(qiáng)在哪？

友情提示：本篇內(nèi)容很長(zhǎng)，干貨很多，而且比較硬核，如果對(duì)技術(shù)講解感到枯燥看不下去的話，在這里直接先給大家總結(jié)一下ET7激光雷達(dá)的亮點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。

1.全球首款量產(chǎn)的1550nm激光雷達(dá)；

2.最遠(yuǎn)探測(cè)距離可達(dá)500m，10%反射率下最遠(yuǎn)探測(cè)距離250m；

3.大氣穿透能力強(qiáng)、探測(cè)精度更高；

4.擁有“定睛凝視”功能，可以實(shí)現(xiàn)0.06°*0.06°超高分辨率；

5.POD（探測(cè)概率）更高，感知250m處10%反射率物體的探測(cè)概率超過(guò)90%。

為什么需要激光雷達(dá)？

在自動(dòng)駕駛感知方案中，毫米波雷達(dá)與攝像頭的組合較為成熟，目前市面上絕大多數(shù)的新車都有裝配。但隨著道路狀況越來(lái)越復(fù)雜，當(dāng)前技術(shù)條件下，攝像頭+毫米波雷達(dá)的方案在面對(duì)強(qiáng)光、隧道逆光、黑夜、未經(jīng)算法訓(xùn)練的物體等場(chǎng)景下難以可靠識(shí)別障礙物。

此外，目前攝像頭、甚至多目攝像頭，配合視覺(jué)算法，依然較難提供自動(dòng)駕駛感知層面至關(guān)重要的深度信息，目標(biāo)物體越遠(yuǎn)，深度信息精度越低。

場(chǎng)景1:隧道強(qiáng)逆光

場(chǎng)景2:遠(yuǎn)距離小型障礙物

場(chǎng)景3:感知硬件上有污垢

通過(guò)以上的3個(gè)實(shí)際用車場(chǎng)景下激光雷達(dá)和攝像頭的感知能力對(duì)比，我們不難看出目前攝像頭、甚至多目攝像頭，配合視覺(jué)算法，依然有著不小的局限性，同時(shí)也較難提供自動(dòng)駕駛感知層面至關(guān)重要的深度信息，目標(biāo)物體越遠(yuǎn)，深度信息精度越低。想要單純依靠純視覺(jué)方案實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)車從駕駛輔助到自動(dòng)駕駛的轉(zhuǎn)變，其中的難度不亞于讓你高考考滿分。

所以在這種情況下，能極大提升車輛感知能力的激光雷達(dá)自然就被“請(qǐng)”上車了。

那么激光雷達(dá)到底是怎么工作的呢？

如今智能電動(dòng)汽車上搭載的激光雷達(dá)，多為L(zhǎng)iDAR（Light Detection And Ranging）它包括一個(gè)單束窄帶激光器和一個(gè)接收系統(tǒng)。激光器產(chǎn)生并發(fā)射一束光脈沖，打在物體上并反射回來(lái)，最終被接收器所接收。接收器通過(guò)測(cè)量光脈沖從發(fā)射到被反射回的傳播時(shí)間，計(jì)算出車輛與反射物之間的距離，從而輸出車輛周邊環(huán)境的三維空間數(shù)據(jù)。

激光雷達(dá)通過(guò)收集反射光脈沖，輸出三維空間數(shù)據(jù)，并為視覺(jué)傳感器提供可靠的深度信息。激光雷達(dá)加入后，整體傳感器達(dá)到互為冗余，達(dá)到整車感知的升維，提升感知的可靠性。車輛可有效識(shí)別路面凸起、井蓋缺失、拋灑物、大型靜止障礙物等目前攝像頭難以識(shí)別的目標(biāo)。這對(duì)提升自動(dòng)駕駛/自動(dòng)輔助駕駛的安全性具有極大價(jià)值。

ET7的激光雷達(dá)，我愿稱之為同級(jí)最強(qiáng)！

先聲明一點(diǎn)：沒(méi)有充值！沒(méi)有充值！沒(méi)有充值！所以“同級(jí)最強(qiáng)”的稱號(hào)不違反廣告法。（當(dāng)然這也并不是什么廣告）

至于為何敢稱之為“同級(jí)最強(qiáng)”？先來(lái)看看“蔚小理”三家新產(chǎn)品上搭載的激光雷達(dá)以及極狐阿爾法S HI上華為的激光雷達(dá)參數(shù)對(duì)比。

蔚來(lái)ET7搭載了來(lái)自Innovusion的超遠(yuǎn)距高精度激光雷達(dá)，最遠(yuǎn)探測(cè)距離達(dá)500米，10%反射率下探測(cè)距離達(dá)250米，擁有120°超廣水平視角和0.06°*0.06°超高分辨率，是全球首款實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)的1550nm激光雷達(dá)。

可能有不少朋友看到這些數(shù)據(jù)會(huì)覺(jué)得一頭霧水，別慌，我們一個(gè)個(gè)來(lái)看。

首先激光雷達(dá)光源方案中的1550nm/905nm代表的是激光雷達(dá)輸出光源波長(zhǎng)，至于更深層次的原理小編在這就不解釋了（主要是也解釋不明白......），我們重點(diǎn)來(lái)看看蔚來(lái)的1550nm和理想、小鵬以及華為的905nm有什么區(qū)別。

相較于1550 nm波長(zhǎng)，905 nm的主要優(yōu)點(diǎn)是硅在該波長(zhǎng)處吸收光子，而硅基光電探測(cè)器通常比探測(cè)1550 nm光所需的銦鎵砷(InGaAs)近紅外探測(cè)器更加成熟。無(wú)論是成本還是技術(shù)成熟度對(duì)于需要大批量裝車的廠家來(lái)說(shuō)都是性價(jià)比更高的選擇。

而1550nm激光相比905nm的第一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于更好的人眼安全性和更遠(yuǎn)的探測(cè)距離。

通常人眼可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍為380nm～760nm，1550nm激光遠(yuǎn)超人眼識(shí)別范圍，無(wú)法在人眼視網(wǎng)膜上聚焦成點(diǎn)，且在通過(guò)眼球過(guò)程中大部分都會(huì)被水吸收，因此幾乎不會(huì)對(duì)人眼造成危害;而905nm激光則更接近可見(jiàn)光波長(zhǎng)，容易在人眼視網(wǎng)膜上聚焦成點(diǎn)。為保護(hù)人眼安全，通常會(huì)限制905nm的激光雷達(dá)的光功率。而在同等功率下，1550nm的人眼安全性提升可達(dá)40倍，可以允許輸出更高功率，實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)探測(cè)距離。

第二，1550nm激光的探測(cè)距離更遠(yuǎn)。在相同人眼安全等級(jí)的功率下，905 nm激光雷達(dá)很難在200 m以外的高速公路上看到高度為10 cm左右的物體，但是1550 nm激光雷達(dá)卻可以將檢測(cè)距離提高到300 m以上。此外，1550 nm配合調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)的技術(shù)，不僅可以檢測(cè)距離，同時(shí)可以利用多普勒頻移來(lái)測(cè)量物體的速度。（物理概念太復(fù)雜，你就記住它不光能測(cè)距還能測(cè)速就行）

蔚來(lái)ET7激光雷達(dá)最遠(yuǎn)探測(cè)距離可達(dá)500米，10%反射率標(biāo)準(zhǔn)下的探測(cè)距離，可達(dá)250米，而采用905nm激光雷達(dá)的小鵬G9和理想L9則分別為150m、200m。

雖然從實(shí)際需求考慮的話200m的探測(cè)距離在高速上就已經(jīng)足夠確保安全了，但有更多的冗余總歸不是什么壞事，一旦發(fā)生緊急情況同時(shí)駕駛輔助系統(tǒng)出現(xiàn)短暫故障時(shí)，ET7還可以給你留出更多人為接管的反應(yīng)時(shí)間。

第三，1550nm激光大氣穿透能力強(qiáng)、探測(cè)精度更高。1550nm波長(zhǎng)激光抗干擾能力強(qiáng)、光束準(zhǔn)直度更好、光源亮度高，這幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)也讓激光的發(fā)射和接收更高效，可以實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的物體識(shí)別。同時(shí)1550nm波長(zhǎng)激光發(fā)散性弱、光斑小，在100米外光斑直徑僅為905nm的四分之一。在探測(cè)100米處的行人時(shí)，可以接收到橫排4個(gè)點(diǎn)，縱排?7個(gè)點(diǎn)的脈沖，清晰地探測(cè)到行人的姿態(tài)。

ET7的激光雷達(dá)還擁有“定睛凝視”功能，可以實(shí)現(xiàn)0.06°*0.06°超高分辨率。每0.01°的角分辨率變化，在200m處，相鄰的兩個(gè)點(diǎn)距離約在3.5cm。以0.1°角分辨率的激光雷達(dá)為例，其接收到的相鄰兩點(diǎn)間隔35cm，對(duì)于行人、自行車、摩托車這樣的目標(biāo)物體，點(diǎn)云過(guò)于稀疏，對(duì)于算法挑戰(zhàn)極大。

ET7激光雷達(dá)具備的"定睛凝視"功能，仿生人眼靈活變焦，可在行車關(guān)鍵視野區(qū)域產(chǎn)生角分辨率高達(dá)0.06°*0.06°的高密度點(diǎn)云，將該區(qū)域的目標(biāo)看得更清晰。ET7激光雷達(dá)的定睛凝視功能范圍為25°H（橫向）*9.6°V（縱向）。在前方50m處，該區(qū)域覆蓋范圍：橫向覆蓋達(dá)10條車道，縱向覆蓋大于一層樓高度），可充分覆蓋前方行車區(qū)域。

ET7激光雷達(dá)定睛凝視區(qū)域策略性選擇加密關(guān)鍵區(qū)域，而非全局鋪滿點(diǎn)，可根據(jù)需要隨時(shí)讓任意區(qū)域分辨率高起來(lái)。避免占用不必要的計(jì)算資源，增加功耗、帶寬等，提升數(shù)據(jù)利用的有效性，減輕算法壓力，更利于整車感知系統(tǒng)運(yùn)行，真正實(shí)現(xiàn)“把“點(diǎn)”用在刀刃上”。

ROI動(dòng)態(tài)可調(diào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛與行人等更好地感知和追蹤，即便在前方大曲率轉(zhuǎn)彎或者上下坡道等工況下，也可以有效地提前發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)處危險(xiǎn)目標(biāo)。更早地發(fā)現(xiàn)，才能更早地減速、同時(shí)更早地對(duì)用戶發(fā)出警告，從而提高自動(dòng)駕駛的可靠性和安全性。

最后，對(duì)于激光雷達(dá)還有一項(xiàng)重要參數(shù)就是POD探測(cè)概率（Probability of Dectection），一般為超過(guò)連續(xù)100幀發(fā)射的激光束數(shù)量（即理論點(diǎn)數(shù)量）與被探測(cè)到的激光束數(shù)量（即有效點(diǎn)數(shù)量）的比值。POD體現(xiàn)出激光雷達(dá)接收返回點(diǎn)數(shù)的能力和穩(wěn)定性，是反應(yīng)激光雷達(dá)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。

蔚來(lái)搭載的激光雷達(dá)具有優(yōu)秀的探測(cè)能力，感知250m處10%反射率物體的探測(cè)概率超過(guò)90%。更高的POD，可以讓車輛更清晰明確地感知到目標(biāo)物體，減輕算法壓力，實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)的有效感知距離，提升自動(dòng)駕駛系統(tǒng)整體的安全性。

以上這些都是ET7采用1550nm激光雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)，那有沒(méi)有缺點(diǎn)呢？有！

首先在雨雪天氣下，1550nm的穿透能力相對(duì)905nm較弱。其次1550 nm激光雷達(dá)一般采用光纖激光器作為光源，技術(shù)相對(duì)更復(fù)雜，在光源及探測(cè)器成本、雷達(dá)體積以及供應(yīng)鏈成熟度上還有明顯的不足。并且由于功耗相對(duì)較高，所以對(duì)于激光雷達(dá)的散熱性同樣是一個(gè)考驗(yàn)。

雖然在蔚來(lái)和圖達(dá)通的聯(lián)合開(kāi)發(fā)下，ET7搭載的激光雷達(dá)能在確保性能的前提下兼顧外觀設(shè)計(jì)和整車0.208Cd的超低風(fēng)阻，并且也針對(duì)可靠性和極端天氣下激光雷達(dá)的性能做出了一系列嚴(yán)苛的測(cè)試調(diào)整，但在長(zhǎng)期使用的情況下，這個(gè)全球首款量產(chǎn)的1550nm激光雷達(dá)在安全性和耐久度上的表現(xiàn)仍需要時(shí)間去檢驗(yàn)。

最后再來(lái)聊聊ET7上“瞭望塔”式單顆激光雷達(dá)和極狐阿爾法S HI的固定在前杠上的三顆激光雷達(dá)相比，位置的不同有何影響？是激光雷達(dá)數(shù)量越多就越好嗎？

首先激光雷達(dá)的布局位置不同主要是針對(duì)不同的使用場(chǎng)景，如ET7、理想L9將激光雷達(dá)布局在車頂處更多的是針對(duì)高速、封閉環(huán)路的場(chǎng)景。

高位激光雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)在于探測(cè)距離更遠(yuǎn)、視野更好，在前車體積不大的情況下可以越過(guò)前車探測(cè)到更前方的路況。在高速行車狀態(tài)下可以留有更多的安全冗余，而缺點(diǎn)就是車頭部分存在盲區(qū)，簡(jiǎn)單理解就是“燈下黑”。所以在只使用一顆激光雷達(dá)的情況下想要實(shí)現(xiàn)城市領(lǐng)航輔助駕駛更多還是依賴毫米波雷達(dá)+攝像頭感知周圍環(huán)境。

而如小鵬G9、極狐阿爾法S HI則更多針對(duì)的是市區(qū)場(chǎng)景。低位的布局方式至少需要兩顆激光雷達(dá)，優(yōu)勢(shì)在于車頭部分沒(méi)有盲區(qū)，對(duì)于路況條件更為復(fù)雜的市區(qū)道路識(shí)別精度和準(zhǔn)確度都要更高。在應(yīng)對(duì)一些突發(fā)情況時(shí)能有更快的反應(yīng)能力，比如“消失的前車”、“鬼探頭”、“閃現(xiàn)老太太”等等。缺點(diǎn)則是探測(cè)距離較短，在發(fā)生碰撞事故時(shí)激光雷達(dá)也更易受損，并且多顆激光雷達(dá)產(chǎn)生的龐大數(shù)據(jù)量也對(duì)芯片算力和核心算法考驗(yàn)更大。

激光雷達(dá)的數(shù)量越多就越好嗎？

從對(duì)環(huán)境的感知能力來(lái)看，激光雷達(dá)的數(shù)量肯定是越多越好的，可以更全面、更準(zhǔn)確地繪制車身周圍環(huán)境的3D地圖信息。但對(duì)整車的駕駛輔助方案而言，激光雷達(dá)數(shù)量越多可能并不是什么好事。

因?yàn)榧す饫走_(dá)只是一個(gè)數(shù)據(jù)收集傳感器，并不具備決策和執(zhí)行能力，只承擔(dān)了眼睛的角色。硬件配置只代表了潛力的可能性，而在駕駛輔助系統(tǒng)中，核心算法、芯片算力、感知系統(tǒng)都是聯(lián)動(dòng)的，是木桶效應(yīng)。

而激光雷達(dá)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，對(duì)于系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)運(yùn)算以及芯片算力都有著極大的考驗(yàn)。所以在算法和算力進(jìn)一步提升之前，盲目增加激光雷達(dá)數(shù)量很有可能會(huì)造成適得其反的效果，同時(shí)也徒增成本。

寫(xiě)在最后：

從激光雷達(dá)的產(chǎn)品實(shí)力來(lái)看，ET7上的這顆由蔚來(lái)和圖達(dá)通聯(lián)合研發(fā)的激光雷達(dá)完全可以稱為目前量產(chǎn)車規(guī)級(jí)激光雷達(dá)中的“最強(qiáng)王者”。不僅是全球首款量產(chǎn)的1550nm激光雷達(dá)，而且探測(cè)距離更遠(yuǎn)、探測(cè)精度更高，再配合上其他高性能感知硬件和高達(dá)1016TOS的算力，ET7的硬件水平可以說(shuō)是非常能打了。

所以現(xiàn)在最主要的問(wèn)題就是軟件算法要跟得上，否則“寶劍”再厲害，你拿在手里不會(huì)耍照樣白搭。希望后續(xù)的蔚來(lái)NOP+（高階領(lǐng)航駕駛輔助）甚至是NAD（自動(dòng)駕駛）不要讓我們等太久，同時(shí)也期待蔚來(lái)能給我們帶來(lái)更多驚喜。

（我們都知道你蔚來(lái)的硬件水平能打，可你倒是真的開(kāi)打?。。?/p>

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