没有它，自动驾驶汽车就是“瞎子”？| 全国科普月

摘要：自动驾驶好比行人走路，先用眼睛观察确定路线，然后大脑再给身体下指令。对汽车而言，各种雷达、摄像头等传感器就是汽车的眼睛，电子线路就是中枢神经，计算分析等控制系统如同大脑，最终决定了汽车的前行方向与速度。而在这些器官中，“眼睛”起到了十分关键的作用，为了使得车辆

自动驾驶好比行人走路，先用眼睛观察确定路线，然后大脑再给身体下指令。对汽车而言，各种雷达、摄像头等传感器就是汽车的眼睛，电子线路就是中枢神经，计算分析等控制系统如同大脑，最终决定了汽车的前行方向与速度。而在这些器官中，“眼睛”起到了十分关键的作用，为了使得车辆能够像人一样敏锐地感知周围的环境信息，我们就需要给汽车安装一双慧眼——雷达。

搭载雷达的无人驾驶汽车（供图/史金阳）

驾驶界的“香饽饽”

——激光雷达

要想实现车辆的辅助驾驶或更高阶的自动驾驶，车辆必须要能感知自己所处的环境，这对于汽车行业是一个新的挑战，也是实现自动驾驶最关键的一步。

激光雷达也可以叫作Lidar，就是激光（Laser）与雷达（Radar）的集合。其实大家对它并不陌生，因为在很多无人驾驶汽车在道路上进行行驶实验时，车顶上都会架一个看上去和摄像头差不多，但是会一直在一定角度内旋转的“小罐子”，那通常就是激光雷达了。

激光雷达是一种利用光波进行测量的主动探测方式。主动探测方式是指探测系统通过接收自身发出的信号回波来进行测量，区别于例如摄像机等通过接收环境光获取信号的被动探测方式。激光雷达通过测量激光从发出经障碍物反射到被传感器接收所经历的时间，来计算障碍物的距离。

举个例子来说，毫米波雷达可以发现路边障碍，但只能“看到”模糊形体，而厘米级精度的激光雷达则可以在极短时间内清楚区分出障碍是路肩还是斜坡。若无人驾驶汽车断定是斜坡后，就可以作出安全开上车道的决策。这种精度对上路行驶的无人驾驶汽车而言，可以更接近极致安全。

激光雷达测距效果图

由于激光波长比毫米波短3个数量级，因此分辨率精度比毫米波强很多，可以清楚地识别周围的车辆、行人与障碍物。但由于大多数物体在激光波段存在吸收与反射，传播距离也比毫米波短不少，雨天时，激光可能被雨滴吸收或反射，干扰行车安全。由于车路协同是未来自动驾驶的趋势，激光雷达也可以应用到路端，由路端实时扫描并同步推送给附近车辆。

激光雷达与毫米波雷达是汽车探路的左膀右臂。激光雷达处理近处高精度的建模，在复杂的街道保障行车安全。毫米波雷达处理远处低精度的建模，保障复杂天气的行车安全。

期待未来的无人驾驶汽车可以搭载低成本的激光雷达与毫米波雷达，全面应对复杂的道路状况，让出行变得更安全，交通更顺畅。