它就是这样照亮了未来

我相信很多对新能源车感兴趣的人，都不会没听说过激光雷达这玩意儿了，毕竟现在绝大多数售价在30万元以上的中高端新能源车，几乎都会搭载甚至全系标配激光雷达，并以此作为高阶智能化的代名词。

既然“上车”的激光雷达已越来越多，我觉得就很有必要和大家详细聊聊关于激光雷达的那些事儿了。但要想在一篇文章或者一个视频里就把所有细节讲清楚，那几乎是不可能的。所以这次我就先做一次简单的介绍，让大家对现在最新的激光雷达有个初步的了解，至于更多的技术探讨，就留待日后再逐一去聊。

说起激光雷达，可能大家在前几年最早看到过的，应该是那些自动驾驶测试车安放在车顶上的那个圆柱形的物体。现在即使在北上广等一些开放自动驾驶车上路测试的城市，也经常能看到它们的身影。

要想了解激光雷达，还真得先去了解下这个圆柱形的小东西。说起来其实它内部的结构并不复杂，大致可以分为发射器、接收器和扫描机构这三大部分。

发射器和接收器都很好理解，举个简单的例子。大家平常有玩过的那种“激光笔”，其实就是一个最简单的激光发射器。激光笔射出来的激光会在物体上呈现出一个点，如果你快速地挥舞激光笔，可以在墙上画出一条线甚至是一个简单的图形，而我们的眼睛就是“接收器”

足够多的点排列在一起，就成为了一条线；足够多的线在一起就形成了一个面。所以我们常看到厂商给我们展示的那个激光雷达点云图，就是一个由许多密密麻麻的点组成的图片。当然了，激光雷达的接收器是整合在壳体里面的。

理解了这个最基本的原理之后，就不难理解那个圆柱形激光雷达了。在壳体里面，激光发射器和接收器被放置在一个360度旋转底座上面，通过底座的快速旋转，发射器向不同角度发射出的激光，经物体发射回来后被接收器接收。

通过计算发射和接收之间的时间差，就可以计算出激光雷达与外界物体之间的距离；而通过分析这些点云的特征，就可以“勾勒”出物体的轮廓，判断究竟是行人还是小动物，自动车还是机动车、大树还是柱子等。

这就是目前激光雷达最主流的飞行时间测距法（Time of Flight），又简称TOF。是不是有点像你往一个深不见底的洞里面扔石头，然后听声音来判断洞的深度的做法？

这种激光雷达由于有机械式的旋转结构，所以被称为机械式激光雷达。雷达里面的发射器数量越多，发出的激光射线也就越多，探测的面也就越大。我们常见的32线、64线或128线，指的就是这个。

但问题来了，一方面由于有机械旋转结构，所以长久使用难免会发生磨损和损坏导致精度降低，影响使用寿命；另一方面，发射器越多，激光雷达的体积也就越大，既不美观也不实用。

为了可以方便量产“上车”，工程师们都形成了一致的思路：尽量减少机械结构，并且要把体积做得更小。

这就发展出现目前最流行的半固态激光雷达（也有称为混合固态激光雷达），以及不少厂商正在努力研发的固态激光雷达。

“半固态”意味着还有部分运动部件。没错，就是激光发射部分和接收部分都变成固定不动的了，但仍需要通过不断改变扫描机构的角度，来改变激光束的射出角度，实现对不同角度范围的扫描和接收。

大家不妨可以形象地理解为，你手拿着激光笔直接射向一面镜子，再通过调整镜子的角度来把激光反射到你需要的方向上。

由于只有“镜子”在动，所以半固态在质量可靠性、环境要求和使用寿命方面，已经比机械式有了巨大进步，可以满足“上车”的要求，也就是能满足所谓的“车规级”要求了。

可能很多人不知道，最早搭载半固态激光雷达的是2017款奥迪A8，搭载的是法雷奥生产的SCALA系列激光雷达，而此前拿到德国L3级自动驾驶上路许可的奔驰S级和EQS，搭载的也是法雷奥的新一代SCALA半固态激光雷达。

说回我们国内消费者最熟悉的新能源车吧。像小鹏P5/G9、蔚来ET7/ET5/ES7、理想L9、沙龙机甲龙、高合HiPhi Z、阿维塔11、极狐阿尔法S HI版、哪吒S、飞凡R7、路特斯Eletre、魏牌摩卡DHT-PHEV等，搭载的都是半固态激光雷达。

虽说都属于半固态，但这些激光雷达在结构上依然有着明显的区别，这理论上也会导致它们在性能方面存在一些差异。

按照“镜子”结构类型的不同，半固态激光雷达可细分为转镜、棱镜和微震镜（MEMS）三种。

前面提到的搭载在奥迪A8和奔驰S级上的法雷奥SCALA激光雷达，就属于最典型的采用转镜方案的激光雷达。转镜方案还可以分为一维转镜和二维转镜两种。

法雷奥SCALA和国内著名的禾赛科技AT128由于有多个发射光源且是直线排列，所以只需一个转镜就可以实现一个面的扫描，所以称为一维转镜。目前已确认采用禾赛AT128激光雷达的已量产车型主要有理想L9和高合HiPhi Z。

而像蔚来ET7/ES7采用的Innovusion图达通猎鹰激光雷达，以及飞凡R7和沃尔沃新车型采用的Luminar Iris激光雷达由于光源只有一个，所以需要通过X轴和Y轴两个转镜才能实现一个平面的扫描，这种就成为二维转镜。

两者的可算各有优缺点。简单粗略地说，一维转镜结构更简单，但对多点光源有更高要求；而二维转镜光源部分更简单，但两个转镜相对而言更复杂，对后期算法处理要求也更高。这里就暂不展开了，大家感兴趣的话，我们下次在具体展开来说。

或许有人就会想，有没有可能只用一个镜子，就可以实现X轴和Y周的转动呢？还真的有，这就是微振镜MEMS方案的核心。目前采用这种MEMS微振镜方案的主要有速腾聚创M1，搭载在小鹏G9、威马M7等车型上。

看上图就可以清楚看到，一个“小镜子”被上下左右分别固定，通过电流控制各个角度的转动，实现激光的扫描。所以这个“小镜子”的质量稳定性和寿命，将会是MEMS激光雷达能否成为主流的关键。

当然，还有一种较为“另类”的结构，就是小鹏P5上搭载的大疆览沃激光雷达。它的特殊之处在于，它是通过两个楔形棱镜的转动，来控制激光的折射角度的，结构更为简单，成本也更低。

其实来到这里，大家或许都会问：到底哪种激光雷达更好？

讲真，纯粹的理论数据分析当然可以分出个高下，但现在之所以有这么多不同类型的技术方案并存，就是因为不同的方案都各有优势，也有不足，毕竟除了要考虑性能之外，还要考虑成本、算力匹配等其他因素。

所以这期的科普内容，篇幅有限，我只能先做一个初步的介绍，至于大家常看到的一些参数，例如探测距离、水平/垂直角度分辨率等参数的含义和对比，以及激光雷达的布局问题等，就留着下次再逐一聊了。

但我想强调的是，对于智能辅助驾驶系统来讲，激光雷达也只是感知系统硬件的一部分，即使硬件再好，也需要软件和算法的配合才能决定辅助驾驶系统的能力。大家切莫单纯地做一个键盘侠，光看几个数据就去对某款车型的辅助驾驶能力下定论。

最后特别要补充一句，为了让大家更容易看明白，可能有部分“打比方”不一定十分严谨准确，还望大家见谅。