隨著激光雷達(dá)的裝車，筆者發(fā)現(xiàn)，大家在使用激光雷達(dá)時，仍然存在諸多問題。那么，如何正確使用激光雷達(dá)，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(dá)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(biāo)準(zhǔn)、場景應(yīng)用問題、產(chǎn)品的耐久性與可靠性問題、產(chǎn)品售后服務(wù)問題、環(huán)境安全問題。

其次，筆者提出了5個關(guān)于正確使用激光雷達(dá)的方法，包括選擇合適的產(chǎn)品和激光雷達(dá)廠商、選擇合適的安裝位置與數(shù)量、提升設(shè)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(dá)。

1. 激光雷達(dá)使用過程中存在的問題

筆者按照激光雷達(dá)當(dāng)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(dá)在產(chǎn)品的合規(guī)性、應(yīng)用場景、產(chǎn)品使用、產(chǎn)品售后服務(wù)、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(biāo)準(zhǔn)

目前，市場上的激光雷達(dá)廠商基于不同的技術(shù)路線，推出了不同參數(shù)指標(biāo)及應(yīng)用場景的激光雷達(dá)產(chǎn)品。根據(jù)細(xì)分應(yīng)用場景下差異化的感知功能需求，主機(jī)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(dá)的技術(shù)路線才是今后最理想的技術(shù)路線？行業(yè)內(nèi)始終未形成統(tǒng)一的車規(guī)級認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，市場缺少統(tǒng)一的測試技術(shù)、測試流程、測試指標(biāo)、測試工具等規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

亮道智能CEO劇學(xué)銘也曾在公開場合提到，主機(jī)廠在做激光雷達(dá)硬件評估過程中還存在很多難點(diǎn)，不同企業(yè)的測試方法和測試指標(biāo)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(rèn)為，激光雷達(dá)供應(yīng)商雖然也會做一些基礎(chǔ)性能指標(biāo)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(yīng)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(yīng)用問題

每一種傳感器基于各自的性能特點(diǎn)，都有其適合的應(yīng)用場景。激光雷達(dá)的應(yīng)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(diǎn)，沒有任何一個傳感器可以獨(dú)立覆蓋所有場景。在這種情況下，即使激光雷達(dá)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(dá)，而是盡可能使用充分異構(gòu)的傳感器方案進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，通過多種傳感器去做交叉驗(yàn)證，從而使自動駕駛車輛的感知能力得到進(jìn)一步的增強(qiáng)?！?/p>

由此看來，激光雷達(dá)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(dá)一同使用。除此以外，激光雷達(dá)還有哪些應(yīng)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(dá)的依賴度相對較高，因?yàn)槌鞘新访娴闹苓叚h(huán)境重復(fù)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(dá)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?！?/p>

除了在環(huán)境重復(fù)性較高場景下激光雷達(dá)感知效果不佳外，激光雷達(dá)在相關(guān)場景應(yīng)用上還存在哪些應(yīng)用痛點(diǎn)？

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(dá)的刷新幀率不高，處理數(shù)據(jù)的響應(yīng)時間較長，不易快速感知前方物體。再者，當(dāng)前市場上的激光雷達(dá)產(chǎn)品能做到10%反射率下探測距離達(dá)到200米的并不多，即使探測距離能達(dá)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(dá)也不能在一些重復(fù)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(dá)的使用效果會更好。此外，激光雷達(dá)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(dǎo)致無法快速對前方物體作出反應(yīng)；另一方面，距離越遠(yuǎn)的話，點(diǎn)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(dá)正逐漸實(shí)現(xiàn)前裝量產(chǎn)，但在缺乏統(tǒng)一的質(zhì)量認(rèn)證測試前提下，不少激光雷達(dá)其實(shí)屬于“帶病上車”。在經(jīng)歷相關(guān)應(yīng)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(dá)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(dá)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(dá)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(dāng)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(dá)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(dá)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(shè)備的散熱難度。

《九章智駕》曾在《什么是激光雷達(dá)的“發(fā)動機(jī)技術(shù)”？一文講透行業(yè)技術(shù)壁壘》（來源：https://mp.weixin.qq.com/s/MF4Y0sb6uu_2hrgB_xUHog）文章中指出，激光雷達(dá)收發(fā)電子模塊的功耗遠(yuǎn)大于掃描機(jī)械模塊。主要是因?yàn)殡娮幽K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(fù)雜的模擬和數(shù)字電路的處理把它轉(zhuǎn)化為3D點(diǎn)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(dá)廠商也曾在其激光雷達(dá)發(fā)布會上提到，市場上的激光雷達(dá)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(dǎo)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(yīng)商的技術(shù)成熟度有關(guān)；另一方面是激光雷達(dá)自身的工程設(shè)計(jì)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(guān)，單個激光器的功率越大，激光雷達(dá)的探測距離也越遠(yuǎn)，例如1550nm波長的激光雷達(dá)（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(dá)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(yīng)對惡劣的氣候環(huán)境，比如極低的氣溫、雨霧等天氣，會導(dǎo)致激光雷達(dá)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(shè)備的加熱功能。在一些北方極低氣溫區(qū)域，激光雷達(dá)因?yàn)闊o法實(shí)現(xiàn)“冷啟動”，導(dǎo)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(dá)會因?yàn)殚L時間太陽暴曬，使得設(shè)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(dá)視窗表面的清潔問題比較嚴(yán)重，因?yàn)榧す饫走_(dá)本身的精度比較高，表面的污漬一定會影響設(shè)備的數(shù)據(jù)收集效果。

國內(nèi)外的激光雷達(dá)廠商也在這方面也做了相關(guān)設(shè)計(jì)，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(dá)產(chǎn)品時，也公布了自主設(shè)計(jì)的智能清洗風(fēng)洞系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)在130km/h行駛狀態(tài)下激光雷達(dá)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(guān)。憑借著國內(nèi)寬松的政策環(huán)境，激光雷達(dá)先實(shí)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(biāo)準(zhǔn)。

4）產(chǎn)品售后服務(wù)問題

整個激光雷達(dá)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(dá)廠商缺乏相應(yīng)的技術(shù)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(guān)注產(chǎn)品的穩(wěn)定性，其中包含廠商對設(shè)備故障問題的支持力度，一旦出現(xiàn)問題，廠商是否有技術(shù)團(tuán)隊(duì)快速響應(yīng)。比如某些國外的激光雷達(dá)公司為什么在國內(nèi)賣得不好，因?yàn)樗麄冊趪鴥?nèi)只有商務(wù)，技術(shù)支持力量非常弱，大部分的技術(shù)支持力量都在國外。而國內(nèi)的激光雷達(dá)廠商雖然有技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)，但是大部分都鋪在主機(jī)廠的定點(diǎn)訂單上。比如有些有前裝量產(chǎn)訂單的激光雷達(dá)廠商，已經(jīng)被主機(jī)廠選定為供應(yīng)商，自然會把注意力集中在主機(jī)廠項(xiàng)目上，會配合主機(jī)廠做很多測試開發(fā)工作，而對于中小客戶的關(guān)注自然不會太多。”

某L4自動駕駛企業(yè)產(chǎn)品經(jīng)理也補(bǔ)充道：“現(xiàn)在無論是乘用車還是商用車，所裝備的激光雷達(dá)的質(zhì)保期限都是8000-12000小時左右，而較為穩(wěn)定的機(jī)械式激光雷達(dá)，它的壽命也遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到全生命周期。按照一天工作8小時計(jì)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(fèi)給客戶換設(shè)備，但這產(chǎn)生的成本確實(shí)讓激光雷達(dá)廠商很難接受。”

當(dāng)前的激光雷達(dá)售后服務(wù)問題主要集中在兩方面：一方面，當(dāng)前大部分激光雷達(dá)廠商前期規(guī)模不大，很難建立一支完善的技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)，也就無法服務(wù)多個客戶，更不用提去服務(wù)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(dá)的環(huán)境安全問題也不容小覷：一方面，激光雷達(dá)相互之間對射產(chǎn)生的串?dāng)_，會形成噪點(diǎn)；另一方面，是激光雷達(dá)引起的人眼安全問題。

關(guān)于串?dāng)_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?dāng)_問題。但當(dāng)滿大街的車輛都配置激光雷達(dá)時，串?dāng)_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(rèn)為1550nm波長比905nm波長會更安全。對于這個觀點(diǎn)，主要原理是：905nm激光為近紅外光，會穿透角膜、晶狀體，并到達(dá)視網(wǎng)膜，容易造成人眼損傷的風(fēng)險；而1550nm激光為遠(yuǎn)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(dá)確實(shí)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(diǎn)。

圖：1550nm波長 VS 905nm波長的激光穿過眼球的示意圖

（藍(lán)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(dǎo)致閃光失明或視網(wǎng)膜灼傷和病變。
• 遠(yuǎn)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(dǎo)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(dá)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?dāng)_，但由于激光雷達(dá)尚處于前裝量產(chǎn)前的階段，并沒有實(shí)際數(shù)據(jù)來驗(yàn)證串?dāng)_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(dá)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(dá)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(dá)的方法

總結(jié)完激光雷達(dá)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(dá)？并且在使用過程中，需要注意哪些關(guān)鍵因素？

1）選擇合適的產(chǎn)品和激光雷達(dá)廠商

正確使用激光雷達(dá)的第一步，筆者認(rèn)為是先要選對產(chǎn)品和激光雷達(dá)廠商，比如產(chǎn)品是否符合車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)并且是否是未來主流的技術(shù)路線、激光雷達(dá)廠商是否有一定的技術(shù)實(shí)力和服務(wù)體系等等。具體來看：

第一，選擇主流技術(shù)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(guān)注兩方面：一方面，該產(chǎn)品是否是當(dāng)前主流的技術(shù)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(diǎn)；另一方面，是該產(chǎn)品能否過車規(guī)，因?yàn)檐囈?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。”

第二，選擇多個激光雷達(dá)廠商。

筆者認(rèn)為，首先，每一家都有自己的研發(fā)技術(shù)方向，哪種技術(shù)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(dá)的客戶都需要盡可能地防止自己錯失正確的技術(shù)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(dá)廠商來說，即使這些初創(chuàng)企業(yè)后期有一些可落地的項(xiàng)目，但是吸引力必然還是會小于主機(jī)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?yàn)榇蟛糠殖鮿?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(rèn)證，才可能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的項(xiàng)目落地。

某位自動駕駛細(xì)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(dá)廠商身上?！?/p>

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

第三，選擇可靠且具備完善的售后服務(wù)體系的激光雷達(dá)廠商。

客戶在選擇激光雷達(dá)廠商前，也會需要做一個詳細(xì)的盡調(diào)，包括公司的專利、技術(shù)研發(fā)實(shí)力、產(chǎn)能狀況、產(chǎn)品的可靠性、服務(wù)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(jī)廠，在保證產(chǎn)品具備可靠性的基礎(chǔ)上，都應(yīng)選擇能提供優(yōu)質(zhì)售后服務(wù)的激光雷達(dá)供應(yīng)商。對于初創(chuàng)企業(yè)來說，大部分都是細(xì)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(dá)出現(xiàn)故障而沒有及時得到技術(shù)支持，必然會影響他們的品牌形象。對于主機(jī)廠來說，若已出售車輛上的激光雷達(dá)一旦出現(xiàn)問題，就可能面臨車輛召回的風(fēng)險，這種傷害會更大。