我们离无人驾驶究竟还有多远？

前言：汽车产业经历剧变，自动驾驶浪潮来袭。是被浪潮吞没，还是屹立于浪潮之巅？而原来主要用于三维扫描的激光雷达，却是决定着自动驾驶行业的进化水平。

在汽车市场，自动驾驶无疑是最热的话题，日复一日，自动驾驶都在上演一个个相似的悲剧。

特斯拉“自动驾驶”状态下撞车！

自动驾驶卷入车祸谁负责?

通用自动驾驶车一个月被撞了六次！

优步自动驾驶车祸后续...

上述话题不作解释，我要讲的重点是，如何避免此类事件再次发生，这就加强了对传感器融合的需要，也对激光雷达或与之竞争的传感器技术（相机、雷达和超声波）在选择方面提出了更高的要求。

今天我们就来聊聊被誉为智能汽车上的眼睛——激光雷达有何神奇之处？

本文将介绍：

又一项卡住中国技术的脖子？

实事求是，请在文中找答案！

全球激光雷达市场究竟有多大？

我说未来将超百亿你信还是不信！

智能汽车究竟用不用激光雷达

话都说到这份上了，没有点数吗？

激光雷达技术发展分析

敲黑板，划重点！

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激光雷达，英文全称为（Light Detection And Ranging)，简称LiDAR，因其具有“超强环境感知+精准导航定位”技术应用，使得无人驾驶汽车可以在人车混杂的道路上无限接近“零事故”驾驶。这也造就了LiDAR在该领域的核心地位。

国内主流激光雷达企业北科天绘总经理张智武在受访时说，激光雷达的扫描精度高、没有畸变，而毫米波雷达只知道前方有障碍物，并不能准确描述大小和形状。

但在这个切中行业要害的领域，国货几乎没有话语权。

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激光雷达在无人驾驶中的应用

将Lidar应用于无人驾驶，这要追溯到美国的DARPA 挑战赛（美国国防高等研究计划署举办的无人驾驶汽车挑战赛），早在2007年的DARPA赛上，获得冠亚军的队伍采用的是由Velodyne公司设计的Lidar。2009年谷歌推出无人驾驶汽车项目，其在无人车采用的也是Velodyne公司设计的Lidar。

我们注意到一个关键词：Velodyne公司

这家公司有多秀？

Velodyne公司（美国）成立于1983年，位于硅谷，其激光雷达产品是行业标配。2007年以来，凡涉及激光雷达者，使用的几乎是该公司的产品。据统计，2019年以来Velodyne公司累计销量突破3万台，达到了5亿美元销售的里程碑，全球领先，独占激光雷达全球八成以上的市场份额。

Velodyne公司出品的激光雷达

是不是有点不可思议？回到正题，看激光雷达何以在众多的传感器中脱颖而出。

激光雷达（LiDAR）即光探测与测量，是一种集激光、全球定位系统（GPS）和惯性导航系统（INS）三种技术于一身的系统。

其原理与雷达原理相似，激光雷达使用的技术是飞行时间（TOF，Time of Flight）。根据激光遇到障碍物后的折返时间，计算目标与自己的相对距离。激光光束可以准确测量视场中物体轮廓边沿与设备间的相对距离，这些轮廓信息组成所谓的点云并绘制出3D环境地图，精度可达到厘米级别，从而提高测量精度。

简单来说，不仅精度高、可见范围远，激光雷达还可以360°高速转动，自然成为无人驾驶汽车的首选。

我们再来看看它的分类，激光雷达常以线数区分，并通常设计为2的指数级。

如4线、8线...64线及问世不久的128线顶级测试产品（同样是由Velodyne公司出品）。线数是指激光发射光源数，16线产品有16个光源，以此类推。

Velodyne公司17年推出的VLS-128线LiDAR

激光雷达按有无机械旋转部件分类，包括机械激光雷达和固态激光雷达。

机械激光雷达带有控制激光发射角度的旋转部件，而固态激光雷达则依靠电子部件来控制激光发射角度，无需机械旋转部件。

事实上，Lidar作为“机械之眼”，还可分为机载和地面两大类应用，并大量应用在无人机、机器人等方向上，只不过今天我们只讨论智能驾驶这个范畴。

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激光雷达是智能驾驶的关键技术

说到智能驾驶汽车，其实也是分等级的（L0到L5等级），且彼此的职责也不一样。

毫米波雷达甚至摄像头都能够满足L3及以下汽车的视觉需求，我们熟知的特斯拉汽车就应用了前者。然而在L4及以上汽车激光雷达则无可取代。

目前，主流的用于周围环境感测的传感器有激光雷达（LiDAR）、毫米波雷达（millimeter wave）、视觉传感器三种。

激光数据是矢量数据，计算机可以分类、提取、处理，自动辨别车道线、挡车柱、交通标识牌、树木等，这也是其他传感器做不到的。

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自动驾驶究竟应不应该用激光雷达？

为什么会这样问呢？上述尽管介绍了激光雷达的诸多优势以及不可替代性。但因其产品售价高昂，而未能被车企广泛采用。而在这个问题上，还衍生出了两大流派（激光雷达派与纯计算机视觉派）为此争论不休。（这里不做详述，感兴趣的读者可以上网搜搜看）

摄像头系统价格在200美元以下；毫米波雷达价格在150美元以下；而激光雷达的价格高达8000-30000美元不等。（固态除外）

（Lidar部分型号价格走势图）

一个组件比整车还贵，你说汽车厂商怎么能接受？这也是激光雷达在低级智能驾驶汽车市场未受到全面普及的根本原因。

目前最为接受的一种方案，鉴于多种传感器各有优劣，多传感器融合将会是共识（即简版的激光雷达系统（4线激光雷达）+毫米波雷达）。

以美国Quanergy公司的固态激光雷达传感器S3为例，其采用相控阵扫描方式，并不是常用的机械扫描方式。（固态激光雷达的视野通常会受限，只有120度，而早前安装于车顶的激光雷达的视野为360度全景。）

这样一来，价格问题解决了（性价比高）想要得到360度的视野，多配置几个固态LiDAR就OK了。

我们熟知的奥迪新款A8搭载的正是Ibeo的Scala 4线激光雷达，与毫米波雷达一起构成最新的L3级别自动驾驶系统。

有一点可以确定的是，固态激光雷达较于机械式激光雷达虽测量精度相对低一些，但具有尺寸小、价格低响应快等特点将成为未来汽车主流。

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全球激光雷达市场规模

据权威咨询机构统计和预测，2024年全球激光雷达市场规模有望达60亿美元。我国车载激光雷达市场规模将超6亿元。

在政府的鼓励、工程项目的应用，对强大的安全性和传感器精度需求的增加也是激光雷达市场增长的主要因素。在预测期间，固态激光雷达市场的增长可归功于汽车行业的发展，特别是针对无人驾驶汽车以及ADAS应用的倾向也在推动该市场的发展。

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激光雷达技术发展分析

激光雷达发展瓶颈短期内在于成本，长期在于无人车产业的发展。尽管激光雷达具有更好的性能但目前的低级别自动驾驶汽车中，主要的定位测距技术仍然是毫米波雷达和视觉传感器。激光雷达与之相比成本过高，未能被广大车企接受。但是，具体来看，按激光雷达的分类，固态激光雷达具有成本更低等诸多优势，将成为未来行业发展的重点方向。

新的技术方案不断涌现，“激光雷达正往固态化方向发展，国内厂商需抓住新的方向，与国外同行同步发展。

综上

激光雷达作为自动驾驶领域最为关键的传感器，在感知、环境判断等方面都扮演着重要的角色，如果激光雷达的发展规律也符合摩尔定律，那么我们生活在无人驾驶汽车的世界里将越来越近！

文章的最后

我为什么要写这篇文章？我想，不单单只是为了科普，智能与安全的出行世界、零事故社会应该是我们每个人对未来出行的终极愿望。

延伸阅读

自动驾驶领域七大组成部分

1、自动驾驶系统，指代全栈自动驾驶软件及相关技术。（包括ADAS 系统）。2、数据与模拟公司负责提供数据分析。图像注释、采集，训练数据和高级仿真工具。3、传感器套装（比如激光雷达、雷达和摄像头等）4、汽车制造商负责制造拥有自动驾驶能力的车辆。5、地图和基于位置的服务6、应用和出行基础设施公司；是搭建下一代「出行即服务」（MaaS）平台的关键。7、联网汽车与 V2X 通讯公司

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