3月底路特斯汽車在英國發(fā)布了其最新純電車型Eletre，4顆激光雷達也追平了喊出『4顆以下別說話』口號的長城機甲龍。兩周后，新晉電動汽車品牌集度汽車揭秘了其首款汽車機器人概念車車頭部位的設(shè)計細(xì)節(jié)，從目前曝光的資料來看，集度汽車將兩顆激光雷達集成在了機艙蓋上，此設(shè)計立即在車圈內(nèi)引發(fā)熱議。不得不說，2022年的激光雷達真的是很忙?。∠染頂?shù)量，現(xiàn)在都開始卷布局位置了！今天我們就好好地聊聊，『新四化』時代的關(guān)鍵傳感器——激光雷達。

■ 「激光雷達」：高階輔助駕駛必經(jīng)之路

在說「激光雷達」的作用之前，我們需要先了解下「輔助駕駛」的分級。根據(jù)2021年1月1日開始全國實施的工信部《汽車駕駛自動化分級》規(guī)定，目前我國的駕駛自動化共總分為6級，從低往高依次為0～5級。各個等級標(biāo)準(zhǔn)，具體來說可以這么解釋：

L0：完全由駕駛員持續(xù)進行橫向和縱向的操作。

L1：大多數(shù)場景下仍然需要駕駛員持續(xù)進行橫向和縱向的操作，具備自適應(yīng)巡航、交通擁堵輔助、交通限速識別、車道保持、車道偏離預(yù)警等功能。

L2：駕駛員必須一直掌控駕駛，但在特定場景下系統(tǒng)可進行橫向和縱向操作。

L3：駕駛員不必一直監(jiān)控系統(tǒng)，但要隨時做好準(zhǔn)備接入和接管駕駛。系統(tǒng)會在極限場景下提示駕駛員介入和接管。

L4：駕駛員在定義當(dāng)中的場景中不是必需的，即在定義的場景當(dāng)中可以實現(xiàn)完全輔助駕駛。

L5：系統(tǒng)可自動應(yīng)對汽車行駛過程當(dāng)中的任何場景，不需要駕駛員，這是完全意義上的輔助駕駛。

根據(jù)目前世界上大部分國家對「輔助駕駛分級」的公共認(rèn)知，L4級別及以下實質(zhì)上都是「輔助駕駛」，只有L5級別才叫真正的「自動駕駛」。為了完成L3、L4級別這樣更多脫離駕駛員干涉的「高階輔助駕駛」時，傳感器的選擇就至關(guān)重要。

目前市場上應(yīng)用于環(huán)境感知的主流傳感器產(chǎn)品主要包括攝像頭、毫米波雷達、超聲波雷達和激光雷達四類?？傮w來看，攝像頭在逆光或光影復(fù)雜的情況下視覺效果較差，毫米波雷達對靜態(tài)物體識別效果差，超聲波雷達測量距離有限且易受惡劣天氣的影響，因此單獨依靠攝像頭或毫米波雷達的方案去實現(xiàn)智能駕駛是存在缺陷的。這個時候，激光雷達的出現(xiàn)填補了上述傳感器的『短板』。

激光雷達工作原理簡化圖

從工作原理上講，激光雷達與「雷達」非常相近。激光雷達以激光作為信號源，由激光器發(fā)射出的脈沖激光，接觸到目標(biāo)物后引起散射，一部分光波會反射到激光雷達的接收器上，根據(jù)激光測距原理計算，就得到從激光雷達到目標(biāo)點的距離。脈沖激光以超高頻率不斷地掃描目標(biāo)物，就可以快速復(fù)建出目標(biāo)的三維模型及各種圖件數(shù)據(jù)，建立三維點云圖，繪制出環(huán)境地圖，以達到環(huán)境感知的目的。

激光雷達的360度掃描成像畫面

激光雷達在輔助駕駛中的核心特征可以概括為三維環(huán)境感知、高分辨率、強抗干擾能力。

三維環(huán)境感知：激光雷達在短時間內(nèi)向周圍環(huán)境發(fā)射大量的激光束，不僅可以通過測激光信號的時間差來確定物體距離，還可以通過水平旋轉(zhuǎn)掃描或者向空掃描角度，以及獲取不同俯仰角度的信號，來獲得被測物體的精確三維信息。

高分辨率：激光雷達的角分辨率不低于0.1mard，也就是說可以分辨3000米距離上相距0.3米的兩個目標(biāo)；可以同時追蹤多個目標(biāo)，距離分辨率可以達到0.1mard，速度分辨率達到10m/s以內(nèi)，由于激光頻率高，波長短，所以可以獲得極高的角度、距離和速度分辨率，如此高的速度和距離分辨率意味著激光雷達可以利用距離多普勒成像技術(shù)獲得非常清晰的圖像。

強抗干擾能力：與微波毫米波雷達雷達易受自然界廣泛存在的電磁波影響的情況不同，自然界中能對激光雷達起干擾作用的信號源不多，因此激光雷達抗有源干擾的能力很強，可「全天候」工作。

各類傳感器的感知范圍示意圖

智能汽車時代，單兵作戰(zhàn)并不是最優(yōu)解，多傳感器互為『傳感冗余』才是未來趨勢。隨著自動駕駛的逐級演進，感知層數(shù)據(jù)量呈指數(shù)級增長，弱感知將對芯片的性能和算力提出更高的要求，增加實現(xiàn)難度。不同傳感器的原理和功能各不相同，在不同的場景里發(fā)揮各自的優(yōu)勢，難以相互替代。

未來的智能汽車可以視為『移動的傳感器平臺』，將裝備有大量的傳感器。隨著輔助駕駛從L2向L3級及以上不斷推進，其對安全性要求也越來越高，激光雷達便憑借其精度高、探測距離長、可3D環(huán)境建模的特性，在「高階輔助駕駛」中扮演的角色愈發(fā)重要。

■ 市面上的激光雷達，只有兩種是主流

如果把激光雷達按照掃描方式來分類，目前有「機械式激光雷達」、「半固態(tài)激光雷達」和「固態(tài)激光雷達」三大類。其中「機械式激光雷達」最為常用，「固態(tài)激光雷達」為未來業(yè)界大力發(fā)展方向，「半固態(tài)激光雷達」是機械式和純固態(tài)式的折中方案，屬于目前階段量產(chǎn)裝車的主力軍。

機械式-機械旋轉(zhuǎn)激光雷達

雖然2021年是激光雷達爆發(fā)的元年，各大車企開啟了量產(chǎn)級的傳感器『軍備競賽』，但激光雷達在車端的應(yīng)用并不是新鮮事。我們偶爾在路上會碰到的這種自動駕駛測試車，車頂上支架裝的東西，便是激光雷達。這也是最早出現(xiàn)的車載激光雷達——「機械式激光雷達」，因為技術(shù)相對較成熟，所以大多數(shù)無人駕駛公司都用它來做自動駕駛的相關(guān)測試。

福特在CES 2016上無人車用到的Velodyne激光雷達

工作原理：發(fā)射和接收模塊被電機電動進行360度旋轉(zhuǎn)。在豎直方向上排布多組激光線束，發(fā)射模塊以一定頻率發(fā)射激光線，通過不斷旋轉(zhuǎn)發(fā)射頭實現(xiàn)動態(tài)掃描。

百度Apollo自動駕駛項目測試車輛

優(yōu)勢：機械式激光雷達作為最早裝車的產(chǎn)品，技術(shù)已經(jīng)比較成熟，因為其是由電機控制旋轉(zhuǎn)，所以可以長時間內(nèi)保持轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，每次掃描的速度都是線性的。并且由于『站得高』，機械式激光雷達可以對周圍環(huán)境進行精度夠高并且清晰穩(wěn)定的360度環(huán)境重構(gòu)。

劣勢：雖然技術(shù)成熟，但因為其內(nèi)部的激光收發(fā)模組線束多，并且需要復(fù)雜的人工調(diào)教，制造周期長，所以成本并不低，并且可靠性差，導(dǎo)致可量產(chǎn)性不高。其次，機械式激光雷達體積過大，消費者接受度不高。最后，它的壽命大約在1000h~3000h，而汽車廠商的要求是至少13000h，這也決定了其很難走向C端市場。

Waymo自動駕駛出租車頭頂?shù)臋C械式激光雷達

目前，機械式激光雷達的代表性廠商海外為Velodyne、Waymo、Valeo、Ouster，國內(nèi)為速騰聚創(chuàng)、禾賽科技、鐳神智能、北科天繪等。Velodyne的代表性產(chǎn)品包括HDL-64、HDL-32、VLP-16等在，價格范圍在0.4萬-8萬美金之間。谷歌無人小車的64線激光雷達就來自Velodyne，當(dāng)時價格高達7萬美元。高昂的成本也決定了其目前主要應(yīng)用于自動駕駛技術(shù)的開發(fā)領(lǐng)域，比如百度Robotaxi、谷歌無人駕駛測試車隊，車規(guī)級前裝量產(chǎn)市場暫無應(yīng)用。

半固態(tài)-MEMS激光雷達

MEMS全稱Micro-Electro-Mechanical System（微機電系統(tǒng)），是將原本激光雷達的機械結(jié)構(gòu)通過微電子技術(shù)集成到硅基芯片上。本質(zhì)上而言MEMS激光雷達并沒有做到完全取消機械結(jié)構(gòu)，所以它是一種半固態(tài)激光雷達。

MEMS激光雷達微振鏡模塊

工作原理：MEMS在硅基芯片上集成了體積十分精巧的微振鏡，其核心結(jié)構(gòu)是尺寸很小的懸臂梁——通過控制微小的鏡面平動和扭轉(zhuǎn)往復(fù)運動，將激光管反射到不同的角度完成掃描，而激光發(fā)生器本身固定不動。

速騰聚創(chuàng)MEMS固態(tài)激光雷達RS-LiDAR-M1的量產(chǎn)版本

優(yōu)勢：MEMS激光雷達因為擺脫了笨重的「旋轉(zhuǎn)電機」和「掃描鏡」等機械運動裝置，去除了金屬機械結(jié)構(gòu)部件，同時配備的是毫米級的微振鏡，這大大減少了MEMS激光雷達的尺寸，與傳統(tǒng)的光學(xué)掃描鏡相比，在光學(xué)、機械性能和功耗方面表現(xiàn)更為突出。其次，得益于激光收發(fā)單元的數(shù)量的減少，同時MEMS振鏡整體結(jié)構(gòu)所使用的硅基材料還有降價空間，因此MEMS激光雷達的整體成本有望進一步降低。

劣勢：MEMS激光雷達的「微振鏡」屬于振動敏感性器件，同時硅基MEMS的懸臂梁結(jié)構(gòu)非常脆弱，外界的振動或沖擊極易直接致其斷裂，車載環(huán)境很容易對其使用壽命和工作穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。其次，MEMS的振動角度有限導(dǎo)致視場角比較小（小于120度），同時受限于MEMS微振鏡的鏡面尺寸，傳統(tǒng)MEMS技術(shù)的有效探測距離只有50米，F(xiàn)OV角度只能達到30度，多用于近距離補盲或者前向探測。

速騰聚創(chuàng)與合作伙伴的簽約儀式

目前，由于MEMS上游供應(yīng)鏈已經(jīng)相對成熟，比如Luminar的MEMS半固態(tài)激光雷達已將制造成本降低到了500-1000美元，使規(guī)模量產(chǎn)成為了可能。國內(nèi)方面，速騰聚創(chuàng)和廣汽埃安、威馬、極氪等11家車企建立了合作，同時其產(chǎn)品「RS-LiDAR-M1」已于2020年12月開始批量出貨，成為全球首款批量交付的車規(guī)級MEMS激光雷達。海外方面，Luminar在全球范圍內(nèi)已擁有50多位行業(yè)合作伙伴，其中包括沃爾沃、上汽飛凡汽車、小馬智行等。

半固態(tài)-轉(zhuǎn)鏡式激光雷達

轉(zhuǎn)鏡式激光雷達與MEMS激光雷達差異在于，前者的掃描鏡是圍繞著圓心旋轉(zhuǎn)，后者則是圍繞著某條直徑上下振動。相比之下，轉(zhuǎn)鏡式激光雷達的功耗更低，散熱難度更低，因而也更容易擁有比較高的可靠性。

法雷奧應(yīng)用于奧迪A8的轉(zhuǎn)鏡式激光雷達

工作原理：與MEMS微振鏡平動和扭轉(zhuǎn)的形式不同，轉(zhuǎn)鏡是反射鏡面圍繞圓心不斷旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)激光的掃描。在轉(zhuǎn)鏡方案中，也存在一面掃描鏡（一維轉(zhuǎn)鏡）和一縱一橫兩面掃描鏡（二維轉(zhuǎn)鏡）兩種技術(shù)路線。一維轉(zhuǎn)鏡線束與激光發(fā)生器數(shù)量一致，而二維轉(zhuǎn)鏡可以實現(xiàn)等效更多的線束，在集成難度和成本控制上存在優(yōu)勢。

理想L9將搭載禾賽科技AT128轉(zhuǎn)鏡式激光雷達

優(yōu)勢：轉(zhuǎn)鏡式激光雷達的激光發(fā)射和接收裝置是固定的，所以即使有「旋轉(zhuǎn)機構(gòu)」，也可以把產(chǎn)品體積做小，進而降低成本。并且旋轉(zhuǎn)機構(gòu)只有反射鏡，整體重量輕，電機軸承的負(fù)荷小，系統(tǒng)運行起來更穩(wěn)定，壽命更長，是符合車規(guī)量產(chǎn)的優(yōu)勢條件。

劣勢：因為有「旋轉(zhuǎn)機構(gòu)」這樣的機械形式的存在，便不可避免地在長期運行之后，激光雷達的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確度會受到影響。其次，一維式的掃描線數(shù)少，掃描角度不能到360度。

奧迪A8上搭載的法雷奧Scala 1轉(zhuǎn)鏡式激光雷達

從應(yīng)用看，具備車規(guī)級量產(chǎn)實力的Tier1供貨商有法雷奧（Scala）、鐳神智能（CH32），Innovusion（Falcon）。2017年，奧迪A8為全球首款量產(chǎn)的L3級別自動駕駛的乘用車，其搭載的激光雷達便是法雷奧和Ibeo聯(lián)合研發(fā)的4線旋轉(zhuǎn)掃描鏡激光雷達。2020年，鐳神智能自主研發(fā)的CH32面世，成為全球第二款獲得車規(guī)級認(rèn)證的轉(zhuǎn)鏡式激光雷達，目前已經(jīng)規(guī)模化交付東風(fēng)悅享量產(chǎn)前裝車型生產(chǎn)。2022年，搭載Innovusion Falcon激光雷達的蔚來ET7上市，該款激光雷達為1550nm方案，等效300線數(shù)。從售價看，法雷奧Scala 2為900歐元（約6500元人民幣），已經(jīng)下降至車企可接受的價格范圍。

半固態(tài)-棱鏡式激光雷達

無人機龍頭廠商大疆孵化覽沃科技（Livox）入局激光雷達，便是采用的棱鏡式掃描方案，大疆利用其在無人機領(lǐng)域積累的電機精準(zhǔn)調(diào)控技術(shù)及自動化產(chǎn)線，有信心克服棱鏡軸承或襯套壽命的難題，也為其激光雷達技術(shù)構(gòu)筑護城河。

棱鏡式激光雷達工作示意圖

工作原理：棱鏡式激光雷達也稱為雙楔形棱鏡式激光雷達，內(nèi)部包括兩個楔形棱鏡，激光在通過第一個楔形棱鏡后發(fā)生一次偏轉(zhuǎn)，通過第二個楔形棱鏡后再一次發(fā)生偏轉(zhuǎn)?？刂苾擅胬忡R的相對轉(zhuǎn)速便可以控制激光束的掃描形態(tài)。與前面提到的掃描形式不同，棱鏡激光雷達累積的掃描圖案形狀狀若菊花，而并非一行一列的點云狀態(tài)。這樣的好處是只要相對速度控制得當(dāng)，在同一位置長時間掃描幾乎可以覆蓋整個區(qū)域。

大疆Livox 棱鏡式激光雷達：Horiz（左） 與Horizon（右）

優(yōu)勢：首先，該設(shè)計減少了激光發(fā)射和接收的線數(shù)以實現(xiàn)一幀之內(nèi)更高的線數(shù)，也隨之降低了對焦與標(biāo)定的復(fù)雜度，因此生產(chǎn)效率得以大幅提升，并且相比于傳統(tǒng)機械式激光雷達，棱鏡式的成本有了大幅的下降。其次，只要掃描時間夠久，就能得到精度極高的點云以及環(huán)境建模，分辨率幾乎沒有上限，且可達到近100％的視場覆蓋率。

劣勢：棱鏡式激光雷達FOV相對較小，且視場中心的掃描點非常密集，雷達的視場邊緣掃描點比較稀疏，在雷達啟動的短時間內(nèi)會有分辨率過低的問題。對于高速移動的汽車來說，顯然不存在長時間掃描的情況，不過可以通過增加激光線束和功率實現(xiàn)更高的精度和更遠(yuǎn)的探測距離，但機械結(jié)構(gòu)也相對更加復(fù)雜，體積讓前兩者更難以控制，存在軸承或襯套的磨損等風(fēng)險。

小鵬P5上搭載的大疆Livox 棱鏡式激光雷達

從車規(guī)級應(yīng)用來看，小鵬P5配備2顆大疆Livox車規(guī)級棱鏡式激光雷達，另外大疆Livox也獲得了一汽解放量產(chǎn)項目的定點 。針對單顆棱鏡式中心區(qū)域點云密集。兩側(cè)點云相對稀疏的情況，小鵬P5選擇在車前部署了2顆激光雷達，前方提高至 180度的超寬點云視野，提高應(yīng)對近處車輛加塞、十字路口拐彎等復(fù)雜路況的通行能力。

固態(tài)-OPA激光雷達

針對車規(guī)級設(shè)備需要在連續(xù)振動、高低溫、高濕高鹽等環(huán)境下連續(xù)工作的特點，固態(tài)激光雷達成為了較為可行的發(fā)展方向。喜歡軍事的朋友應(yīng)該都聽過軍機、軍艦上搭載的相控陣?yán)走_，而OPA光學(xué)相控陣激光雷達便是運用了與之相似的原理，并把它搬到了車端。

OPA光學(xué)相控陣工作原理示意圖

工作原理：相控陣?yán)走_發(fā)射的是電磁波，OPA激光雷達發(fā)射的是光，而光和電磁波一樣也表現(xiàn)出波的特性，所以原理上是一樣的。波與波之間會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，通過控制相控陣?yán)走_平面陣列各個陣元的電流相位，利用相位差可以讓不同的位置的波源會產(chǎn)生干涉，從而指向特定的方向，往復(fù)控制便得以實現(xiàn)掃描效果。

Quanergy展示業(yè)界首款基于OPA的100米范圍固態(tài)激光雷達

優(yōu)勢：OPA激光雷達發(fā)射機采用純固態(tài)器件，沒有任何需要活動的機械結(jié)構(gòu)，因此在耐久度上表現(xiàn)更出眾；雖然省去機械掃描結(jié)構(gòu)，但卻能做到類似機械式的全景掃描，同時在體積上可以做得更小，量產(chǎn)后的成本有望大大降低。

劣勢：OPA激光雷達對激光調(diào)試、信號處理的運算力要求很大，同時，它還要求陣列單元尺寸必須不大于半個波長，因此每個器件尺寸僅500nm左右，對材料和工藝的要求都極為苛刻，由于技術(shù)難度高，上游產(chǎn)業(yè)鏈不成熟，導(dǎo)致 OPA 方案短期內(nèi)難以車規(guī)級量產(chǎn)，目前也很少有專注開發(fā)OPA激光雷達的Tier1供應(yīng)商。

Louay Eldada展示Quanergy S3

應(yīng)用層面，目前暫無車規(guī)級量產(chǎn)案例，OPA方案的代表企業(yè)為Quanergy。2021年8月，Quanergy對其OPA固達態(tài)激光雷達S3系列完成駕駛實測演示。測試結(jié)果顯示，S3系列固態(tài)激光雷達可以提供超過10萬小時的平均無故障時間（MTBF），在全光照下實現(xiàn)100米的探測性能，大規(guī)模量產(chǎn)后的目標(biāo)價格為500美元。

 固態(tài)-FLASH激光雷達

由于結(jié)構(gòu)簡單，F(xiàn)lash閃光激光雷達是目前純固態(tài)激光雷達最主流的技術(shù)方案。但是由于短時間內(nèi)發(fā)射大面積的激光，因此在探測精度和探測距離上會受到較大的影響，主要用于較低速的無人駕駛車輛，例如無人外賣車、無人物流車等，對探測距離要求較低的自動駕駛解決方案中。

FLASH激光雷達工作示意圖

工作原理：FLASH激光雷達的原理類似快閃，采用類似相機的模式，感光元件中的每個像素點都可以記錄光子飛出的時間信息，運行時直接發(fā)射出一大片覆蓋探測區(qū)域的激光，隨后由高靈敏度的接收器陣列計算每個像素對應(yīng)的距離信息，從而完成對周圍環(huán)境的繪制。

FLASH激光雷達成像示意圖

優(yōu)點：FLASH激光雷達最大的優(yōu)勢在于可以一次性實現(xiàn)全局成像來完成探測，且成像速度快。體積小，易安裝，易融入車的整體外觀設(shè)計。設(shè)計簡潔，元件極少，成本低。信號處理電路簡單，消耗運算資源少，整體成本低。刷新頻率可高達3MHz，是傳統(tǒng)攝像頭的10萬倍，實時性好，因此易過車規(guī)。

缺點：不過FLASH激光單點面積比掃描型激光單點大，因此其功率密度較低，進而影響到探測精度和探測距離（低于50米）。要改善其性能，需要使用功率更大的激光器，或更先進的激光發(fā)射陣列，讓發(fā)光單元按一定模式導(dǎo)通點亮，以取得掃描器的效果。

Ibeo FLASH激光雷達的接收模塊

為了克服探測距離的限制，F(xiàn)LASH激光雷達的代表廠商Ibeo、LedderTech開始在激光收發(fā)模塊進行創(chuàng)新。車規(guī)級激光雷達鼻祖Ibeo，則一步到位推出了單光子激光雷達，Ibeo稱其為Focal Plane Array焦平面，實際也可歸為FlASH激光雷達。2019年8月27日，長城汽車與德國激光雷達廠商Ibeo正式簽署了激光雷達技術(shù)戰(zhàn)略合作協(xié)議，三方合作的產(chǎn)品基礎(chǔ)就是ibeonEXT Generic 4D Solid State LiDAR。從長遠(yuǎn)來看，F(xiàn)LASH激光雷達芯片化程度高，規(guī)模化量產(chǎn)后大概率能拉低成本，隨著技術(shù)的發(fā)展，F(xiàn)LASH激光雷達有望成為主流的技術(shù)方案。

■ 激光雷達常見的布局方式

激光雷達應(yīng)安裝在車輛的什么位置？這是一個目前所有車企都在探索的話題。出于美觀和實際應(yīng)用的需求，車企有著不同的考慮，從目前已經(jīng)發(fā)布的車型來看，前向主激光雷達主要部署在兩個區(qū)域：車頂和保險杠/中網(wǎng)，但也有將激光雷達布置在前引擎蓋和車身側(cè)面的。

關(guān)于這個問題，前段時間業(yè)內(nèi)人士也開展過相關(guān)的探討。4月18日，集度汽車首款概念車頭部細(xì)節(jié)曝光，搭載了兩顆激光雷達，據(jù)悉在激光雷達不工作時，還可以伸縮至引擎蓋內(nèi)部。對此，理想汽車創(chuàng)始人李想便在相關(guān)微博下方發(fā)表了自己的看法：『在車頂上放一個，和在機蓋或保險杠上放兩個，性能上沒有任何區(qū)別，甚至頭頂?shù)膯涡阅軙谩５?，在行人碰撞、維修成本、和震動控制（鏈接主車體）上，都是車頂是最優(yōu)的。唯一的問題是，車頂激光雷達的造型會需要適應(yīng)，因為太像機動戰(zhàn)士-高達了?！?/p>

對此集度汽車CEO夏一平在評論下方回復(fù) 『還是有差別的，120度的FOV和180度的FOV還是不一樣的，解決的corner case也不一樣，所以在產(chǎn)品的能力上和體驗上甚至還是安全性上還是有差別的?！?/p>

4月22日，小鵬汽車CEO何小鵬也在朋友圈發(fā)布了自己的看法，他表示『兩顆激光雷達肯定從性能上是遠(yuǎn)好于一顆的，將來在城市NGP和魯棒性中就可以看到差異』。放在哪里這個問題，何小鵬也曾糾結(jié)過，『我們最開始想放兩顆在車頂?shù)模菬o論如何設(shè)計，都類似兔子的粑耳朵，后來還是放棄了』。

那不同的位置究竟會帶來哪些不同的影響，為此我們對市面上搭載激光雷達的車型進行了一次統(tǒng)計和總結(jié)。

車頂：單顆雷達效益最大化

   僅布局在車頂是目前市面上比較流行的做法，對于只配備1顆激光雷達的車型來說，放在車頂能最大程度地物盡其用。從目前的裝車情況來看，安裝在車頂上方的激光雷達，其形狀普遍具備長而扁的特征。

蔚來ET7車頂搭載的 Innovusion Falcon激光雷達

理想L9搭載的禾賽科技AT128、蔚來ET7搭載的Innovusion Falcon以及飛凡R7所搭載的Luminar Iris都擁有120度的水平FOV，而垂直FOV上ET7為30度，理想L9為25.4度，飛凡R7為26度，據(jù)媒體爆料，未來智己L7以及小米汽車也會將激光雷達布局在車頂。作為全車唯一的激光雷達，它們都能在車頂最大化自己的作用。

飛凡R7車頂搭載的Luminar Iris激光雷達

優(yōu)勢：可以看到，表格中的激光雷達基本以半固態(tài)方案為主，都達不到機械式的360度水平FOV，所以『欲窮千里目，更上一層樓』，車頂布置激光雷達可以帶來更好的探測效果，而且不易被物體遮擋。同時，布局在車頂能避免大部分刮蹭碰撞事故對其產(chǎn)生的影響，把最貴的傳感器放在最安全的地方，這無疑是一種保險的做法。

不足：主要體現(xiàn)在整車的美觀度上，并不是所有消費者都能接受這種造型。其次，雨雪天氣會受到較大干擾，且突出來的部分，也會帶來來一些NVH的優(yōu)化難題。同時，雖然越高視野越好，但地面線的盲區(qū)也越大，所以車頂布局需要進行視場角（FOV）下邊緣跟車頂蓋的傾角微調(diào)。最后，夏天陽光暴曬可能會導(dǎo)致元件溫度過高，雖然激光雷達在80℃以內(nèi)都可以工作，但長此以往，勢必會加快激光雷達的老化速度。

車頭：傳統(tǒng)巨頭的最愛

把激光雷達放置在車頭貌似是傳統(tǒng)大廠最愛的方式，BBA自家的旗艦車型均把激光雷達放在了這里。在很早就開始布局自動駕駛的傳統(tǒng)大廠來看，激光雷達和毫米波雷達、超聲波雷達一樣，也是感知雷達的一種，所以把它放在這些老前輩呆的位置并無不妥，不過這樣的布局優(yōu)缺點都很明顯。

新款奔馳S級將法雷奧Scala 2集成在中網(wǎng)

可以看到，奔馳奧迪兩家大廠都被法雷奧拿下，法雷奧的第一代Scala便給到了奧迪A8，其垂直FOV為3.2度，水平FOV為145度，但探測距離僅有80米。新款奔馳S級上的是Scala第二代，升級后的產(chǎn)品也幫助奔馳成功獲得了全球首個有條件自動駕駛（SAE-L3級）的系統(tǒng)國際認(rèn)證。而唯一量產(chǎn)Flash 固態(tài)激光雷達的供應(yīng)商Ibeo，則選擇了與長城WEY進行合作。

奔馳EQS同樣將法雷奧Scala 2集成在中網(wǎng)

優(yōu)勢：就像大家能明顯感受到的那樣，激光雷達布局在車頭最大的優(yōu)點就是沒有存在感，整車的造型設(shè)計也不需要為其讓步妥協(xié)。同時，可以通過布置多顆雷達的方案，彌補大部分半固態(tài)雷達FOV較小的缺點。

劣勢：如今市面上車型的保險杠大多為塑料材質(zhì)，雖然在碰撞事故中能減少對行人的傷害，但也將激光雷達置于了『危險』的境地，在激光雷達的規(guī)模成本下來之前，輕微的碰撞事故可能就會讓車主付出高昂的維修費用。其次，激光雷達布置位置較低，更容易被污濁物遮蔽，影響探測效果，但現(xiàn)在已經(jīng)開始有車企為激光雷達配備了「清洗裝置」，因此這一點在未來并不是致命傷。

車身側(cè)面： 多雷達的補盲方式

相比于前兩種方案，多顆激光雷達的布局更傾向于補足『側(cè)視能力』，除了負(fù)責(zé)前視的車頂或車頭雷達，車企一般還會在車身側(cè)面布置雷達，以形成接近全視域的傳感閉環(huán)。可以看到，目前華為所有的激光雷達布局都是「保險杠+車身側(cè)面」方案。在經(jīng)費充足的情況下，車頂布局一顆前向長距激光雷達，車身安裝多顆中短距角激光雷達也是更為合理且安全的方案。

威馬M7搭載了3顆激光雷達

威馬M7搭載3顆來自速騰聚創(chuàng)的M1激光雷達，分別位于車頂和翼子板兩側(cè)，可以實現(xiàn)水平探測范圍達330度。而高調(diào)宣稱『4顆以下別說話』的沙龍汽車，更是為其機甲龍配置了4顆激光雷達。同樣采用4顆激光雷達方案的還有3月發(fā)布的路特斯ELETRE，其中有兩顆「伸縮式」的128線激光雷達。

位于阿維塔11前輪拱后上方的激光雷達

優(yōu)勢：從覆蓋面上來說，在車頂/車頭安裝一顆前向激光雷達的方案，在車輛四角補充2-4個中短距的激光雷達是最全面的做法，基本能做到360度的水平FOV，同時在垂直FOV上也大大提升，在L3級別的駕駛輔助向L4或更高級別的自動駕駛邁進的過程中，多激光雷達方案會逐漸成為主流。

劣勢：高收益自然伴隨著高風(fēng)險，上述布局的缺點在多激光雷達方案里幾乎都會涉及，不管是車頂雷達的熱管理，還是車頭雷達的易碰撞，多雷達的最大缺點可以說是成本了，無論是售前還是售后，多激光雷達方案都意味著需要付出更多的金錢。

機艙蓋：另辟蹊徑的集度

除了上述的三種主流布局方式，集度開創(chuàng)了機艙蓋布局的先河，這是一種非常新穎的布局方式，也必然會引起行業(yè)內(nèi)的諸多看法。

集度汽車機器人上的禾賽科技AT128激光雷達

在之前的溝通會上，我們確認(rèn)了集度將采用禾賽科技的AT128激光雷達，在參數(shù)上與理想L9車頂?shù)哪穷w相同。從官圖中我們可以看出，集度2顆激光雷達分別位于引擎蓋上方左右兩端，類似復(fù)古的「跳燈」設(shè)計。

激光雷達降下后的樣子

優(yōu)勢：集度雙激光雷達方案的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在水平FOV上，這顆禾賽科技AT128激光雷達水平FOV為120度，兩個便能實現(xiàn)180度的覆蓋。且正前方60度的重疊區(qū)域內(nèi)，由于點云密度高，其識別能力也更強，精度更高。雙激光雷達互為安全冗余，比單激光雷達方案的可靠性更強。在『鬼探頭』、左右有遮擋物等行車場景中，對左右橫穿行人或障礙物的識別能力更強。同時，「升降式」的激光雷達能在停車時將其收回去，避免長期停放的風(fēng)吹日曬，延長使用壽命。

劣勢：正如李想所說，機艙蓋的布局模式對于行人碰撞的安全性不太友好，激光雷達外殼邊緣位置，在碰撞過程中堅硬的突起物很可能對行人造成更多的傷害?，F(xiàn)在有一項「行人保護腿型試驗」，這項試驗的主標(biāo)準(zhǔn)（《GB24550-XXXX汽車對行人的碰撞保護標(biāo)準(zhǔn)》）將在2024年7月1日成為強制性國家標(biāo)準(zhǔn)。不過這一點后期有望通過OTA進行優(yōu)化，在碰撞瞬間將激光雷達降下去，既保護行人，也保護激光雷達。

■ 邦點評

雖然激光雷達正在由半固態(tài)向固態(tài)過度，還未大規(guī)模實現(xiàn)應(yīng)用，但車企已經(jīng)開始對數(shù)量『內(nèi)卷』著重宣傳。我們需要明確的是，激光雷達只是輔助駕駛感知硬件中的一環(huán)，實現(xiàn)「高階輔助駕駛」，需要與其他傳感器和算法平臺打配合，而不是一味地追求數(shù)量。而激光雷達的布局，則取決于如何在感知、美觀、成本、安全這幾者之間求得平衡。

回看歷史，特斯拉從Mobileye到自研，技術(shù)迭代速度飛快，并且其功能也越來越實用和好用。所以對待這場已經(jīng)掀起的激光雷達『內(nèi)卷』，我們更愿意用第一性原理去看待它，這場『內(nèi)卷』的本質(zhì)是技術(shù)新興期的百家爭鳴，它們最終都將推動「高階輔助駕駛」的歷史進程。激光雷達的量產(chǎn)是條漫長的路，數(shù)量和布局的『內(nèi)卷』只是暫時的，距離它真正走進百姓生活，我們還有很長一段路要走。正如《銀河英雄傳說》中的那句話：

我們的征途，是星辰大海。