2022年可以說是激光雷達“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數(shù)量作為宣傳賣點，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的蔚來ET7反倒顯得有些“落后”了。不過雖然數(shù)量不多，但如果把ET7上的激光雷達單拎出來，實力絕對算得上是同級最強了！所以今天就來給大家一文講透：蔚來ET7的激光雷達到底強在哪？

友情提示：本篇內(nèi)容很長，干貨很多，而且比較硬核，如果對技術(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激光雷達的亮點和優(yōu)勢。

1.全球首款量產(chǎn)的1550nm激光雷達；

2.最遠探測距離可達500m，10%反射率下最遠探測距離250m；

3.大氣穿透能力強、探測精度更高；

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

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

為什么需要激光雷達？

在自動駕駛感知方案中，毫米波雷達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越復(fù)雜，當前技術(shù)條件下，攝像頭+毫米波雷達的方案在面對強光、隧道逆光、黑夜、未經(jīng)算法訓(xùn)練的物體等場景下難以可靠識別障礙物。

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

場景1:隧道強逆光

場景2:遠距離小型障礙物

場景3:感知硬件上有污垢

通過以上的3個實際用車場景下激光雷達和攝像頭的感知能力對比，我們不難看出目前攝像頭、甚至多目攝像頭，配合視覺算法，依然有著不小的局限性，同時也較難提供自動駕駛感知層面至關(guān)重要的深度信息，目標物體越遠，深度信息精度越低。想要單純依靠純視覺方案實現(xiàn)量產(chǎn)車從駕駛輔助到自動駕駛的轉(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自然就被“請”上車了。

那么激光雷達到底是怎么工作的呢？

如今智能電動汽車上搭載的激光雷達，多為LiDAR（Light Detection And Ranging）它包括一個單束窄帶激光器和一個接收系統(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，最終被接收器所接收。接收器通過測量光脈沖從發(fā)射到被反射回的傳播時間，計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)。

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

ET7的激光雷達，我愿稱之為同級最強！

先聲明一點：沒有充值！沒有充值！沒有充值！所以“同級最強”的稱號不違反廣告法。（當然這也并不是什么廣告）

至于為何敢稱之為“同級最強”？先來看看“蔚小理”三家新產(chǎn)品上搭載的激光雷達以及極狐阿爾法S HI上華為的激光雷達參數(shù)對比。

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

可能有不少朋友看到這些數(shù)據(jù)會覺得一頭霧水，別慌，我們一個個來看。

首先激光雷達光源方案中的1550nm/905nm代表的是激光雷達輸出光源波長，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......），我們重點來看看蔚來的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，905 nm的主要優(yōu)點是硅在該波長處吸收光子，而硅基光電探測器通常比探測1550 nm光所需的銦鎵砷(InGaAs)近紅外探測器更加成熟。無論是成本還是技術(shù)成熟度對于需要大批量裝車的廠家來說都是性價比更高的選擇。

而1550nm激光相比905nm的第一個優(yōu)勢在于更好的人眼安全性和更遠的探測距離。

通常人眼可見光波長范圍為380nm～760nm，1550nm激光遠超人眼識別范圍，無法在人眼視網(wǎng)膜上聚焦成點，且在通過眼球過程中大部分都會被水吸收，因此幾乎不會對人眼造成危害;而905nm激光則更接近可見光波長，容易在人眼視網(wǎng)膜上聚焦成點。為保護人眼安全，通常會限制905nm的激光雷達的光功率。而在同等功率下，1550nm的人眼安全性提升可達40倍，可以允許輸出更高功率，實現(xiàn)更遠探測距離。

第二，1550nm激光的探測距離更遠。在相同人眼安全等級的功率下，905 nm激光雷達很難在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激光雷達卻可以將檢測距離提高到300 m以上。此外，1550 nm配合調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)的技術(shù)，不僅可以檢測距離，同時可以利用多普勒頻移來測量物體的速度。（物理概念太復(fù)雜，你就記住它不光能測距還能測速就行）

蔚來ET7激光雷達最遠探測距離可達500米，10%反射率標準下的探測距離，可達250米，而采用905nm激光雷達的小鵬G9和理想L9則分別為150m、200m。

雖然從實際需求考慮的話200m的探測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)生緊急情況同時駕駛輔助系統(tǒng)出現(xiàn)短暫故障時，ET7還可以給你留出更多人為接管的反應(yīng)時間。

第三，1550nm激光大氣穿透能力強、探測精度更高。1550nm波長激光抗干擾能力強、光束準直度更好、光源亮度高，這幾個優(yōu)點也讓激光的發(fā)射和接收更高效，可以實現(xiàn)更精細的物體識別。同時1550nm波長激光發(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100米處的行人時，可以接收到橫排4個點，縱排?7個點的脈沖，清晰地探測到行人的姿態(tài)。

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

ET7激光雷達具備的"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0.06°*0.06°的高密度點云，將該區(qū)域的目標看得更清晰。ET7激光雷達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，可根據(jù)需要隨時讓任意區(qū)域分辨率高起來。避免占用不必要的計算資源，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)運行，真正實現(xiàn)“把“點”用在刀刃上”。

ROI動態(tài)可調(diào)，實現(xiàn)對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)遠處危險目標。更早地發(fā)現(xiàn)，才能更早地減速、同時更早地對用戶發(fā)出警告，從而提高自動駕駛的可靠性和安全性。

最后，對于激光雷達還有一項重要參數(shù)就是POD探測概率（Probability of Dectection），一般為超過連續(xù)100幀發(fā)射的激光束數(shù)量（即理論點數(shù)量）與被探測到的激光束數(shù)量（即有效點數(shù)量）的比值。POD體現(xiàn)出激光雷達接收返回點數(shù)的能力和穩(wěn)定性，是反應(yīng)激光雷達性能的一項重要指標。

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

以上這些都是ET7采用1550nm激光雷達的優(yōu)勢，那有沒有缺點呢？有！

首先在雨雪天氣下，1550nm的穿透能力相對905nm較弱。其次1550 nm激光雷達一般采用光纖激光器作為光源，技術(shù)相對更復(fù)雜，在光源及探測器成本、雷達體積以及供應(yīng)鏈成熟度上還有明顯的不足。并且由于功耗相對較高，所以對于激光雷達的散熱性同樣是一個考驗。

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

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

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

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

而如小鵬G9、極狐阿爾法S HI則更多針對的是市區(qū)場景。低位的布局方式至少需要兩顆激光雷達，優(yōu)勢在于車頭部分沒有盲區(qū)，對于路況條件更為復(fù)雜的市區(qū)道路識別精度和準確度都要更高。在應(yīng)對一些突發(fā)情況時能有更快的反應(yīng)能力，比如“消失的前車”、“鬼探頭”、“閃現(xiàn)老太太”等等。缺點則是探測距離較短，在發(fā)生碰撞事故時激光雷達也更易受損，并且多顆激光雷達產(chǎn)生的龐大數(shù)據(jù)量也對芯片算力和核心算法考驗更大。

激光雷達的數(shù)量越多就越好嗎？

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

因為激光雷達只是一個數(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)動的，是木桶效應(yīng)。

而激光雷達在運行過程中會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，對于系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)運算以及芯片算力都有著極大的考驗。所以在算法和算力進一步提升之前，盲目增加激光雷達數(shù)量很有可能會造成適得其反的效果，同時也徒增成本。

寫在最后：

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

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

（我們都知道你蔚來的硬件水平能打，可你倒是真的開打?。。?/p>

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