过去上百年的时间里，使用双手更好的去驾驶汽车，是汽车产品发展的方向，也是汽车技术提升的方向。但当辅助驾驶功能全面进入到了汽车内以后，一台车“看”的能力，开始变得要比“开”更加关键。从我们熟知的倒车雷达，到现在的激光雷达，汽车在“看”这件事上，你知道究竟发生了哪些故事么？
汽车的“视力”是如何进化的
虽然现在的汽车配备有内外后视镜，来帮助驾驶者扩大视野范围，但仍旧无法消灭周围存在的盲区，尤其是常见的倒车场景中，很难直接观察到车尾到障碍物的距离。这时如果汽车这个“铁疙瘩”能帮我们来“看一眼”该有多好，于是倒车雷达（超声波雷达）逐渐在汽车上实现了普及，让汽车拥有了对附近障碍物的“观察能力”。
这时的汽车在“看”东西时，仍旧处于一种“似是而非”的状态，甚至能把墙上画的人当成真实存在的人，对静止障碍物的识别也不太靠谱。实现自适应巡航、自动泊车基本已经达到了汽车“视力”的“天花板”，甚至还出现过撞上静止车辆、追尾前方白色货车等重大事故。对于想要追求更高级辅助驾驶功能的我们，汽车的“视力”还需要变得更强一些。
显然创造一个媲美人类大脑视觉功能的电脑，不是一件简单的事情，需要进行大量的训练，来教会机器人怎么从二维世界里挖掘到足够多还足够准确的信息。所以更多的车企选择了提升传感器硬件能力的路线，用一种更粗暴的方式解决“视力”问题。像小鹏、蔚来、理想等车企以及华为，纷纷将激光雷达这种更高级的传感器安装到了汽车上。
激光雷达的工作原理类似于打手电筒走夜路，先发射光束照亮我们面前的区域，被照射到的障碍物再将光束反射回来，由激光雷达里的接收单元接收，最后处理三维的空间信息。相比只会拍摄二维画面的摄像头，维度上的碾压能让车辆的感知能力发生质的飞跃，甚至能分辨出近处飞来的物体只是一个薄薄的塑料袋，还几乎不受光线条件的影响。
激光雷达的核心参数
作为车辆看世界的“眼睛”，看得清、看得全、看得远是激光雷达最重要的指标。想要看得清，被测量物体上就要有足够多的激光点，形成足够密集的点云，这一原理与屏幕的分辨率大小与清晰度的关系非常类似。而如果点云过疏，物体外形就会变形到无法辨别，甚至探测不到障碍物的存在。在这方面，最直观的指标就是角分辨率，它以角度为作为单位，数字越小代表的分辨率越高。
而如果角分辨率增大到0.2°，在200m距离上2个激光光束之间的距离就扩大到了200m*tan0.2°≈0.7m，这时行人、自行车、摩托车在点云里基本就是只剩一个点了，在这种情况下，真是人畜不分了。
看得全这个要点，主要是靠激光雷达的水平垂直视场角这个参数来进行评估，体现了激光雷达的可视范围有多大。根据目前披露的信息，理想L9使用的激光雷达视场角是120°（横向）×25.4°（纵向），蔚来ET7、小鹏G9和华为激光雷达都是120°（横向）×25°（纵向），大家的差距不大。
但车企在宣传激光雷达的探测距离时，经常会有两个成绩。比如蔚来ET7使用的激光雷达，就有500m和250m两个数值。而这两个相差一倍的数字，并不是存在什么“猫腻”，而主要跟反射率条件相关，它就像在聊电动车续航时，我们需要先明确NEDC/CLTC/等速这些工况作为前提。
反射率就是那个“猫腻”
反射率可以简单理解为照向障碍物的光线有多少能被反射回来，是被探测物体反射的激光能量占总发射能量的百分比。像用手电筒看路的过程一样，如果手电筒的光大都被前面的物体吸收了，反射回来的光线就不够让人看清前面有什么，反射率低的物体也容易“消失”在激光雷达的视野里。
业内目前常用的探测距离标准，都是在物体反射率10%这一比较严苛的情况下测得的，在这一标准下，蔚来ET7、理想L9、小鹏G9、华为激光雷达，探测距离分别为250m、200m、150m和150m。它大概类似于探测一辆全黑车漆、又把车牌和车灯用黑布盖住的车辆时，能够探测的最大距离，这已经属于比较极限、且很难在生活中出现的情况了。
所以在看激光雷达的探测距离时，你需要像确定续航/油耗成绩的工况一样，先瞅一眼这个成绩对应的反射率究竟是多少。而同在10%这个比较极限的状态下，激光雷达的探测距离也基本代表了它探测能力的下限，对于比较、判断激光雷达的好坏是一个很客观、有效的指标。
如何让激光雷达看得更远
由于物体的反射率条件总是各不相同，想要让激光雷达看得更远，就需要从它发射、传播、反射、接收这一工作流程中另外三个方面下手，类似于手电筒照路过程中换个更厉害的手电筒、再给人眼配上合适的眼镜，主要对应着发射功率、散射系数、接收器灵敏度等指标。而目前常见的905nm、1550nm激光，在这些环节上有着各自的优劣势。
而1550nm激光，因为能被人眼的晶状体和角膜吸收、无法在人眼视网膜上聚焦成点、对视网膜伤害更小，能使用的最大输出功率上限要比905nm激光要大很多。实际应用中蔚来ET7使用的1550nm激光雷达27W的额定功率要比理想L9、小鹏G9 905nm的激光雷达高出近1倍，这对提升激光雷达的探测距离很有帮助。
但就像不同轮胎适应不同路况一样，不同波长的激光雷达，也有自己更适应的环境。比如，1550nm激光更擅长在空气、粉尘中传播，但却对水比较“过敏”，在雨雪天气里不如905nm激光更“坚挺”，探测距离也会受到一定的影响。
最后，物体反射回来的激光，还需要被光电探测器转化成电信号，再由信号处理模块进行识别和处理。光电探测器的灵敏度高低，也是激光雷达“眼神”好不好的重要指标。由于不同类型的半导体材料，对不同波长的激光灵敏度不同，905nm激光通常使用硅基光电探测器，1550nm激光则需要搭配价格更贵的铟镓砷光电探测器。
总的来说，1550nm激光在探测距离上拥有一定的优势。但需要说明的是，它需要使用光纤激光器来产生激光，再用铟镓砷光电探测器进行接收，这两种器件的价格目前要比905nm激光常用的半导体激光器和硅基光电探测器贵很多。想看得远，现在也要付出不低的成本作为代价，不过好在它们的价格在近几年也出现了跳水，也许不久之后就能降价到一个消费者都能接受的程度。
如何让汽车看得再远一些
而如果，我还想让汽车看得再远一些，有办法么？有！那就是给车辆和道路装上车联网的“超级赛亚人形态”——V2X技术。有了它，汽车的“视野”范围将进一步从车辆周边的区域拓展至网上的每个节点，不仅在自动驾驶时更安全，还可以做到告别堵车、一路绿灯。
以目前的技术水平，V2X已经可以实现“透视”被遮挡的行人让车辆提前减速、从辅路依次汇入主干道、交通灯信号等交通标志信息的预报、根据红绿灯信号计算出全程绿灯畅行的理想速度等功能，是对车载传感器感知能力的有效补充。而智慧道路、智慧城市的基础设施建设也在北京、上海、无锡等地进行建设，这样一种“神奇”的功能也离我们并不遥远。
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