隨著激光雷達的裝車，筆者發(fā)現(xiàn)，大家在使用激光雷達時，仍然存在諸多問題。那么，如何正確使用激光雷達，已然成為自動駕駛行業(yè)值得思考的問題。

首先，筆者歸納整理了一些行業(yè)內(nèi)在激光雷達使用過程中存在的5個方面的問題，包括缺乏統(tǒng)一的車規(guī)級標準、場景應用問題、產(chǎn)品的耐久性與可靠性問題、產(chǎn)品售后服務問題、環(huán)境安全問題。

其次，筆者提出了5個關于正確使用激光雷達的方法，包括選擇合適的產(chǎn)品和激光雷達廠商、選擇合適的安裝位置與數(shù)量、提升設備耐久性、提高不同場景下的數(shù)據(jù)采集效率、配合使用短距激光雷達。

1. 激光雷達使用過程中存在的問題

筆者按照激光雷達當前存在的主要問題及未來量產(chǎn)后可能存在的問題，依次整理了激光雷達在產(chǎn)品的合規(guī)性、應用場景、產(chǎn)品使用、產(chǎn)品售后服務、環(huán)境安全5個方面中存在的問題。

1）缺乏統(tǒng)一的車規(guī)級標準

目前，市場上的激光雷達廠商基于不同的技術路線，推出了不同參數(shù)指標及應用場景的激光雷達產(chǎn)品。根據(jù)細分應用場景下差異化的感知功能需求，主機廠及自動駕駛解決方案商等不同類型客戶的需求也存在著差異化。何種激光雷達的技術路線才是今后最理想的技術路線？行業(yè)內(nèi)始終未形成統(tǒng)一的車規(guī)級認證標準，市場缺少統(tǒng)一的測試技術、測試流程、測試指標、測試工具等規(guī)范標準。

亮道智能CEO劇學銘也曾在公開場合提到，主機廠在做激光雷達硬件評估過程中還存在很多難點，不同企業(yè)的測試方法和測試指標存在很大的差異，得出的測試結(jié)論也有很大的差別。

筆者還認為，激光雷達供應商雖然也會做一些基礎性能指標測試，但這種測試存在著些許的主觀性，展現(xiàn)出來的往往是近乎完美的產(chǎn)品性能數(shù)據(jù)，缺少一些特殊應用場景下的測試，比如城區(qū)場景下的感知能力等。

2）場景應用問題

每一種傳感器基于各自的性能特點，都有其適合的應用場景。激光雷達的應用能讓數(shù)據(jù)融合更加容易，并使感知的可靠性提高。對此，均勝電子副總裁郭繼舜解釋道：“每種傳感器都存在各自的優(yōu)缺點，沒有任何一個傳感器可以獨立覆蓋所有場景。在這種情況下，即使激光雷達已經(jīng)具備前裝量產(chǎn)的條件，大家也沒有放棄攝像頭或者毫米波雷達，而是盡可能使用充分異構(gòu)的傳感器方案進行數(shù)據(jù)融合，通過多種傳感器去做交叉驗證，從而使自動駕駛車輛的感知能力得到進一步的增強。”

由此看來，激光雷達必然不可能覆蓋所有場景，比如雨霧雪氣候環(huán)境等，這些場景就需要配合攝像頭或者毫米波雷達一同使用。除此以外，激光雷達還有哪些應用場景不適合使用呢？

某L4自動駕駛公司資深從業(yè)者說道：“在城區(qū)場景下，激光雷達的依賴度相對較高，因為城市路面的周邊環(huán)境重復度不高，可以獲取很多信息。但是在港口、高速等場景下，效果并不理想。比如在港口場景下，道路兩邊大都是集裝箱，激光雷達發(fā)揮不了太大的作用。同樣在高速場景下，周邊的環(huán)境變化不大。”

除了在環(huán)境重復性較高場景下激光雷達感知效果不佳外，激光雷達在相關場景應用上還存在哪些應用痛點？

探維科技品牌總監(jiān)張立辰告訴《九章智駕》：“車輛在高速行駛的狀態(tài)下，由于激光雷達的刷新幀率不高，處理數(shù)據(jù)的響應時間較長，不易快速感知前方物體。再者，當前市場上的激光雷達產(chǎn)品能做到10%反射率下探測距離達到200米的并不多，即使探測距離能達到200米，該處的線數(shù)也很稀疏，很難有效地識別出物體?！?/p>

歸納來看，除了在一些惡劣天氣、沙塵等氣候環(huán)境下不能正常使用外，激光雷達也不能在一些重復性較高的場景下使用，而在低速、多變的城區(qū)場景下，激光雷達的使用效果會更好。此外，激光雷達在高速場景下使用效果也并不理想，主要問題在于：一方面，車速過快、刷新幀率低導致無法快速對前方物體作出反應；另一方面，距離越遠的話，點云越是稀疏，識別能力也會下降。

3）產(chǎn)品的耐久性與可靠性問題

近幾年，激光雷達正逐漸實現(xiàn)前裝量產(chǎn)，但在缺乏統(tǒng)一的質(zhì)量認證測試前提下，不少激光雷達其實屬于“帶病上車”。在經(jīng)歷相關應用場景的測試后，不少問題在使用過程中也逐漸暴露出來，筆者整理了幾個產(chǎn)品性能方面的問題：

第一，可靠性問題。 激光雷達是一種高精度產(chǎn)品，會比較“嬌貴”，這會影響產(chǎn)品的耐久性。

某L4自動駕駛企業(yè)產(chǎn)品經(jīng)理告訴《九章智駕》：“從我們自身的感受來說，激光雷達存在一些耐久性問題，尤其是在使用了三個月甚至半年以后，這個問題會更加凸顯。在我們拿到激光雷達產(chǎn)品后，從產(chǎn)品的官方參數(shù)來看，無論是測距能力、精度、角分辨率等參數(shù)，都體現(xiàn)出這是一款幾乎完美的產(chǎn)品。但當你使用三個月甚至半年以后，它的部分性能就會下降，所以激光雷達產(chǎn)品對外公布的性能，或許無法貫穿整個生命周期?！?/p>

第二，功耗問題。 激光雷達的功耗越高，能量的利用率就越低，從而會影響整車的續(xù)航，還會增加設備的散熱難度。

《九章智駕》曾在《什么是激光雷達的“發(fā)動機技術”？一文講透行業(yè)技術壁壘》（來源：https://mp.weixin.qq.com/s/MF4Y0sb6uu_2hrgB_xUHog）文章中指出，激光雷達收發(fā)電子模塊的功耗遠大于掃描機械模塊。主要是因為電子模塊需要每秒在百萬次的量級上發(fā)射和接收光，并且每次收發(fā)都要經(jīng)過復雜的模擬和數(shù)字電路的處理把它轉(zhuǎn)化為3D點云信號，也就是說大部分的功耗來自于激光的收發(fā)模塊。

某激光雷達廠商也曾在其激光雷達發(fā)布會上提到，市場上的激光雷達發(fā)射模塊的光電轉(zhuǎn)化效率通常小于10%，而電轉(zhuǎn)光的效率越低，就會導致功耗越大。對于光電轉(zhuǎn)化效率低的原因，探維科技的品牌總監(jiān)張立辰解釋道：“一方面與激光器供應商的技術成熟度有關；另一方面是激光雷達自身的工程設計原因，比如內(nèi)部的折射次數(shù)等?！?/p>

再者，功耗與激光器的功率也相關，單個激光器的功率越大，激光雷達的探測距離也越遠，例如1550nm波長的激光雷達（如Luminar Iris）。由于光纖發(fā)射器功率高，雖然大幅提升了探測距離、分辨率，并提高信噪比，但是功耗也大幅提升了。

第三，熱管理問題。 激光雷達主要可分為加熱管理和散熱管理。

在加熱管理方面，主要是應對惡劣的氣候環(huán)境，比如極低的氣溫、雨霧等天氣，會導致激光雷達的表面被雨霧、冰雪、冰霜所覆蓋，影響激光信號的正常使用，這時候就需要設備的加熱功能。在一些北方極低氣溫區(qū)域，激光雷達因為無法實現(xiàn)“冷啟動”，導致無法正常使用，所以也需要加熱管理。

在散熱管理方面，比如車輛長時間停在室外高溫環(huán)境下，裝在車體外部的激光雷達會因為長時間太陽暴曬，使得設備溫度快速上升，從而造成內(nèi)部零部件的損毀。

第四，表面清潔問題。 激光雷達視窗表面的清潔問題比較嚴重，因為激光雷達本身的精度比較高，表面的污漬一定會影響設備的數(shù)據(jù)收集效果。

國內(nèi)外的激光雷達廠商也在這方面也做了相關設計，比如法雷奧的everView傳感器清潔系統(tǒng)，據(jù)悉該系統(tǒng)每次清潔僅需25毫升清潔液，而其他手動清潔系統(tǒng)在使用時每次需要100毫升清潔液。華為在發(fā)布其首款激光雷達產(chǎn)品時，也公布了自主設計的智能清洗風洞系統(tǒng)，可實現(xiàn)在130km/h行駛狀態(tài)下激光雷達的清洗功能。

從產(chǎn)品可靠性角度來看，產(chǎn)品的耐久性、功耗、熱管理、清潔問題，都與產(chǎn)品自身的性能有關。憑借著國內(nèi)寬松的政策環(huán)境，激光雷達先實現(xiàn)了小規(guī)模上車，但汽車產(chǎn)品始終是安全為先，仍然需要把可靠性作為第一標準。

4）產(chǎn)品售后服務問題

整個激光雷達產(chǎn)業(yè)還處于發(fā)展初期，對于出現(xiàn)的產(chǎn)品性能上和質(zhì)量上的問題，激光雷達廠商缺乏相應的技術支持與完善的質(zhì)保體系。

某L4自動駕駛公司資深從業(yè)者說道：“我們會更多地關注產(chǎn)品的穩(wěn)定性，其中包含廠商對設備故障問題的支持力度，一旦出現(xiàn)問題，廠商是否有技術團隊快速響應。比如某些國外的激光雷達公司為什么在國內(nèi)賣得不好，因為他們在國內(nèi)只有商務，技術支持力量非常弱，大部分的技術支持力量都在國外。而國內(nèi)的激光雷達廠商雖然有技術支持團隊，但是大部分都鋪在主機廠的定點訂單上。比如有些有前裝量產(chǎn)訂單的激光雷達廠商，已經(jīng)被主機廠選定為供應商，自然會把注意力集中在主機廠項目上，會配合主機廠做很多測試開發(fā)工作，而對于中小客戶的關注自然不會太多。”

某L4自動駕駛企業(yè)產(chǎn)品經(jīng)理也補充道：“現(xiàn)在無論是乘用車還是商用車，所裝備的激光雷達的質(zhì)保期限都是8000-12000小時左右，而較為穩(wěn)定的機械式激光雷達，它的壽命也遠遠達不到全生命周期。按照一天工作8小時計算，或許兩年不到，就已經(jīng)到了壽命極限。所以在產(chǎn)品已使用了兩年左右的時候，可能需要免費給客戶換設備，但這產(chǎn)生的成本確實讓激光雷達廠商很難接受。”

當前的激光雷達售后服務問題主要集中在兩方面：一方面，當前大部分激光雷達廠商前期規(guī)模不大，很難建立一支完善的技術服務團隊，也就無法服務多個客戶，更不用提去服務跨區(qū)域客戶；另一方面，產(chǎn)品的承諾質(zhì)保期限可能無法覆蓋產(chǎn)品的使用壽命期限，一旦保質(zhì)期內(nèi)出現(xiàn)產(chǎn)品故障或質(zhì)量問題，維修和更換產(chǎn)品的成本會非常高。

5）環(huán)境安全問題

大規(guī)模量產(chǎn)裝車之后，激光雷達的環(huán)境安全問題也不容小覷：一方面，激光雷達相互之間對射產(chǎn)生的串擾，會形成噪點；另一方面，是激光雷達引起的人眼安全問題。

關于串擾問題，某L4自動駕駛企業(yè)產(chǎn)品經(jīng)理稱：“目前有限的激光密度不會引起明顯的串擾問題。但當滿大街的車輛都配置激光雷達時，串擾問題會是一個比較大的隱患?！?/p>

此外，對于人眼安全問題，行業(yè)內(nèi)一致認為1550nm波長比905nm波長會更安全。對于這個觀點，主要原理是：905nm激光為近紅外光，會穿透角膜、晶狀體，并到達視網(wǎng)膜，容易造成人眼損傷的風險；而1550nm激光為遠紅外光，可被前房中的房水吸收，不會照射到視網(wǎng)膜上。從這方面來看，1550nm波長的激光雷達確實優(yōu)于905nm波長，起碼在過車規(guī)方面，這是很有說服力的一點。

圖：1550nm波長 VS 905nm波長的激光穿過眼球的示意圖

（藍線代表：905nm；紅線代表1550nm，圖片來源：公開信息）

但筆者也在思考，1550nm波長的激光真的對人眼毫無傷害嗎？從公開的資料顯示，根據(jù)不同波長范圍，損傷的部位及損傷程度是不同的，具體的結(jié)論如下：

• 近紅外（780-1400 nm）大部分輻射被傳輸?shù)揭暰W(wǎng)膜，過度暴露可能導致閃光失明或視網(wǎng)膜灼傷和病變。
• 遠紅外（1400 nm-1 mm）大部分輻射被傳輸?shù)浇悄?，過度暴露于這些波長會導致角膜燒傷。

表：不同波長的激光對人眼的損傷

綜合來看，激光雷達的環(huán)境安全問題是兩方面的：第一是車與車之間由激光的對射產(chǎn)生的串擾，但由于激光雷達尚處于前裝量產(chǎn)前的階段，并沒有實際數(shù)據(jù)來驗證串擾帶來的影響程度；第二是車與人之間，1550nm波長的激光雖然沒有穿透眼球直達視網(wǎng)膜，但是也會照射到角膜上，對角膜造成一定程度的損傷。如果有一天滿大街的自動駕駛車輛都配有激光雷達的話，環(huán)境安全造成的危害必然會更大。

2. 正確使用激光雷達的方法

總結(jié)完激光雷達存在的5個方面的問題，接下來筆者想分享一下，如何正確使用激光雷達？并且在使用過程中，需要注意哪些關鍵因素？

1）選擇合適的產(chǎn)品和激光雷達廠商

正確使用激光雷達的第一步，筆者認為是先要選對產(chǎn)品和激光雷達廠商，比如產(chǎn)品是否符合車規(guī)標準并且是否是未來主流的技術路線、激光雷達廠商是否有一定的技術實力和服務體系等等。具體來看：

第一，選擇主流技術路線且能過車規(guī)的產(chǎn)品。

某L4自動駕駛企業(yè)產(chǎn)品經(jīng)理說道：“最關注兩方面：一方面，該產(chǎn)品是否是當前主流的技術路線，比如混合固態(tài)的MEMS、固態(tài)的1550nm以及禾賽的收發(fā)芯片化，這幾種都是未來的一些主流方向，會成為整套解決方案的亮點；另一方面，是該產(chǎn)品能否過車規(guī)，因為車規(guī)級是對產(chǎn)品可靠性和穩(wěn)定性的保證，并且在工藝上也能有一定的保障?！?/p>

第二，選擇多個激光雷達廠商。

筆者認為，首先，每一家都有自己的研發(fā)技術方向，哪種技術路線是最終的方向，市場目前也沒有給出確切的答案，每個激光雷達的客戶都需要盡可能地防止自己錯失正確的技術路線方向；

其次，對于大部分的自動駕駛初創(chuàng)企業(yè)來說，前期可能只是Demo階段，這對于激光雷達廠商來說，即使這些初創(chuàng)企業(yè)后期有一些可落地的項目，但是吸引力必然還是會小于主機廠的訂單。那對于這些企業(yè)來說，將得不到很好的支持。同時，因為大部分初創(chuàng)企業(yè)還是場景驅(qū)動型為主，不同場景下，需要對傳感器做大量的可靠性認證，才可能實現(xiàn)相應的項目落地。

某位自動駕駛細分場景行業(yè)的專家說道：“我們不會把自己捆綁在一家激光雷達廠商身上。”

這一點對于主機廠前裝量產(chǎn)的項目來說也是如此，考慮到產(chǎn)品供應鏈的安全性，選擇多家激光雷達廠商還是有必要的。

第三，選擇可靠且具備完善的售后服務體系的激光雷達廠商。

客戶在選擇激光雷達廠商前，也會需要做一個詳細的盡調(diào)，包括公司的專利、技術研發(fā)實力、產(chǎn)能狀況、產(chǎn)品的可靠性、服務體系等等。無論是初創(chuàng)的自動駕駛公司還是已然成熟的主機廠，在保證產(chǎn)品具備可靠性的基礎上，都應選擇能提供優(yōu)質(zhì)售后服務的激光雷達供應商。對于初創(chuàng)企業(yè)來說，大部分都是細分場景解決方案企業(yè)，他們也會面對自己的客戶，如果激光雷達出現(xiàn)故障而沒有及時得到技術支持，必然會影響他們的品牌形象。對于主機廠來說，若已出售車輛上的激光雷達一旦出現(xiàn)問題，就可能面臨車輛召回的風險，這種傷害會更大。