自动驾驶是汽车智能化的核心战场,而激光雷达是这场智能竞赛里最核心的分野。
激光雷达的存废,是目前智能汽车技术路线的最大分歧之一。两大阵营针锋相对,这让很多消费者选车时左右为难。
一方是以特斯拉、小鹏为代表的纯视觉派,坚定认为激光雷达是伪命题,认为激光雷达在实际驾驶中能发挥的作用非常有限,成本还高,高分辨率摄像头+AI就足够当汽车的眼睛。
另一方是以Waymo、华为、蔚来、理想等为代表的融合派,坚持多传感器融合方案,激光雷达和摄像头协同工作。因为在纯视觉方案中,摄像头的识别成功率会在逆光、黑暗、暴雨、浓雾等恶劣天气下骤然下降,所以激光雷达是L3及以上高阶自动驾驶必不可少的硬件基础。
厂商各说各有理,消费者买车却更纠结了:选车到底要不要配激光雷达?配几颗?多花的几万块到底值不值?
激光雷达究竟是安全冗余,还是智商税?这困扰着越来越多的普通车主,已经成为整个汽车行业不容回避的话题。
我们带大家回顾一下激光雷达的技术发展历程,从中把这项技术看得更清晰。或许能更清楚地知道,自己到底需要什么。
激光雷达发展史:
汽车的视力进化
蝙蝠天生没有视力,却能在漆黑的夜里自由穿梭、避开所有障碍物,靠的是发出超声波,靠回声判断距离和方位。同样,汽车也没有眼睛,更没法发出声波,怎么识别外部环境的远近、有什么东西呢?激光雷达的光,就相当于蝙蝠的超声波。
1960年,全球第一台实用红宝石激光器研制成功,通过发射激光脉冲,等激光碰到障碍物反弹回来后,就能算出设备和障碍物之间的精确距离,再一步步还原出周围环境的立体轮廓。
这种强大的测距、感知能力,一开始只被用于科研实验室和国家重大项目。比如NASA在阿波罗15号登月任务中,通过激光雷达完成月球表面的地形探测与三维制图,让人类第一次看到了月球的地貌。
随着微电子小型化,激光雷达终于成为民用设备的眼睛。而它的进化历程,就是把这双电子眼,不断打磨得更完美。
激光雷达首先流向了工业界。20世纪80年代起,德国、日本等制造国的厂商,开始将单线2D激光雷达用于工业自动化场景。这种初代民用激光雷达,只能单线作战、平面成像,采集单一平面内的距离数据,但已经可以在运输车辆的自主导航与避障、仓储物流通道监测等领域发挥作用了。
21世纪初,一场赛事彻底改变了激光雷达的命运——美国国防部高级研究计划局(DARPA)举办的无人驾驶挑战赛。
为了让无人车实时、精确地感知复杂的3D环境,参赛车队迫切需要一种强大的传感器。而2005年斯坦福车队首次搭载Velodyne推出的多线束机械旋转式激光雷达一战成名,到了2007年,完赛队伍里的五家都用了激光雷达,自此开启了激光雷达在汽车领域的黄金时代。
绑定激光雷达,为什么对自动驾驶的增益这么大呢?早期的自动驾驶,依靠摄像头和普通传感器、毫米波雷达,感知能力的短板导致无人车很难做出主动、优质的智能决策,而激光雷达弥补了几个短板:
1.看得远,给了汽车足够的反应时间。激光雷达能发射200米以上的光束,后期升级款更是能突破500米。这意味着汽车在高速行驶时,能早早发现尾灯损坏的货车、路面的障碍等,提前预警、提前刹车。通过激光雷达的远距离感知能力,给汽车留出了更多的制动与反应时间。
2.看得清,弥补驾驶员/摄像头都看不到的细小障碍。激光雷达测距精度能精准到厘米级别,生成的三维点云不仅能看到行人、车辆,也能看到低矮的障碍物,比如掉落的钉子、路面的坑洼。人眼看不到的“鬼探头”、摄像头拍不到的凹凸起伏,都能被激光雷达捕捉到,而且不受光线影响,哪怕是暴黑夜、大雾、暴雨等恶劣天气,也能很好地弥补人眼和摄像头看不见、看不清的视力问题。
3.反应快,让汽车更快做出决策。摄像头输出的是二维图片,自动驾驶系统还要靠算法去猜物体距离,不仅能判断误差,解析图像、数据处理还会带来一定的时延。而激光雷达直接输出距离和三维数据,汽车可以直接快速地判断行人、车辆的动向,也就能更灵敏地做出减速、避让决策。
正是靠着这些碾压性的技术优势,激光雷达在自动驾驶赛事中一战成名。不过这一阶段,激光雷达依旧是waymo这类硅谷玩家的测试车专属,单价高达数万美元,而且体积大,机械旋转式激光雷达放在车顶,就是一个突兀的大疙瘩,拉低了整车颜值,很难在车主中普及。
激光雷达的量产装车,要从2016年之后说起。伴随着汽车智能化浪潮,这双汽车的眼睛快速迭代,体积进一步缩小,能更完美地嵌入车身,激光波长和探测距离也越来越远,开始走向全域覆盖。加上价格成本下跌,搭载的车企和装车方案也日渐多元化,出现了Waymo的多传感器冗余方案、华为ADS 4.0全域感知架构、小鹏的激光雷达+视觉双保险方案等。
然而,随着激光雷达在汽车行业的存在感与日俱增,一场围绕它的硬件军备竞赛,也给消费者带来了前所未有的烦恼。
数量即正义?
硬件军备竞赛催生的新问题
从最初的1颗,增加到2颗、3颗,甚至4颗……还有行业机构预测,到2032年单车搭载量会冲到6颗,其中2颗长距雷达、4颗短距雷达。汽车智能化,最直观的竞争就是激光雷达的装车数量。
装车越来越多,消费者内心的迷茫反而越大,随之而来的是愈演愈烈的争议。总结一下消费者对激光雷达的困惑,主要是几个方面:
争议一,有无眼睛,对日常用车重要吗?
很多人日常只在市区代步,不跑高速、不开夜车,路况简单,多花几万块选带雷达的版本,好像是为用不上的功能在花冤枉钱。可不花这个钱,心里又不踏实,怕真的遇上个万一,汽车安全没保障。
争议二,有眼睛,就代表汽车视力好吗?
同样是装了激光雷达的车,不同车型的感知能力也有很大差别,有的车装两颗还不如别人装一颗好用。背后是单个激光雷达的质量有差异。高线数、高点频、高角分辨率的高性能激光雷达,相当于一双5.0视力的眼睛,而低性能入门雷达的数量再多,就像两双弱视的眼睛,上路照样看不清楚。
争议三,眼睛多,开车就更安全吗?
即使搭载了多颗高性能雷达,未必避免出现驾驶事故,就像一个耳聪目明的人,也可能碰上走路摔倒的意外。比如某品牌的全天候雷达车型,就曾在冬天的午后发生事故,官方通报是由于极端光线下的传感器识别局限。而更让消费者心寒的是,很多车企的激光雷达日均调用率不足5%,也就是说,这颗昂贵的传感器大部分时候都是在摸鱼,装再多也只是摆设。
争议四,有视力,但没脑子,车还安全吗?
激光雷达只是汽车的眼睛,但如果自动驾驶系统的脑子不好使,算法无法精准判断并主动决策,或者车载通信、计算芯片等配套基础设施不足,那5.0的视力也一样难以保障安全。就像特斯拉坚持纯视觉路线,就是因为FSD的算法强,削减硬件,也能撑起智驾能力。所以说,没有背后的融合算法、系统级整合,装再多高性能激光雷达也发挥不出作用。
激光雷达装车,理论上可以带来更优的智驾体验,但宣传物料的硬件数量,并不一定等于实际落地的用车体验,高配不好用、堆料不增效的情况现实存在,也让激光雷达的竞争进一步升级,从有没有、有几颗,转向了更深层的较量。
安全视力:
隐形的汽车智能竞技场
回归技术本质来看,多激光雷达方案的唯一、最终指标是汽车的安全视力。让每一颗雷达都发挥出安全上的价值,都不做摆设。
那么,真正决定智能汽车安全视力上限的核心到底是什么?答案就是协同能力。
就像一个人避免路上遇到的风险,不仅要及时看见危险,还要第一时间判断出怎么躲避,再操控身体完成闪避动作,才能真正安全。这是一整套身体的协同作业。对于汽车来说,激光雷达、摄像头、毫米波雷达等传感器都要一起干活,同时把信号传给大脑。
比如最吓人的鬼探头,行人突然从路边大车后面蹿出来,摄像头可能被大车挡住没看见,激光雷达扫到了但没及时把信号传给系统,就会反应不及时。所以,激光雷达与多传感器的协同,直接关乎安全。
但是,多传感器的时空同步、数据关联、深度数据融合等难度大,十分考验算法性能、算力配置等。融合做得差的车型,就可能出现激光雷达摸鱼、只靠其他传感器干活的情况,花了大价钱买的配置,极端场景压根指望不上。
目前业内比较领先的做法,比如华为ADS 4.0,通过BEV+Occupancy方案,把雷达点云和视觉画面结合在一起识别,准确率比纯视觉更高。小鹏、蔚来自研的专属车载计算平台,让所有传感器同步报信,减少数据冲突。
显然,激光雷达的协同感知,不是靠直接采购、批量堆砌到车上就能实现的,背后需要车企在计算硬件、集群、AI训练平台、底层架构、算法、生态等长期研发和沉淀。在强大的数字基座上,激光雷达的硬件价值才能被彻底释放,做到全域感知、精准决策,才是高阶智能驾驶的核心,而高阶智驾又会进一步增益激光雷达的作用。
从激光雷达这一个设备,我们或许已经窥见了汽车智能化的竞争,已经进入了深水区,呈现出强者恒强的马太效应。
堆料无用
激光雷达路在何方?
激光雷达并不等于智能升级,为什么各大车企依旧乐此不疲地宣传呢?这也反映出当下汽车市场的一种尴尬局面。
智能相关的参数,已经成为用户选车的重要参考。激光雷达作为汽车感知系统必不可少的硬件,如果车企不跟进,会被认为智能不足,在市场宣传和参数对比中处于劣势。所以哪怕明知缺少融合能力、难以协同调度、装车可能闲置,也不敢不堆料。
而在消费侧,普通消费者对智能驾驶的技术认知有限,软件算法是看不见、摸不着的,除非亲身体验到事故的负样本bad case,否则很难有切身感受。而激光雷达的数据实时、直观,普通人很容易就能判断其精准度、灵敏度,数量一多,就有那种技术领先、配置拉满的感觉了。
那么,回到消费者最关心的问题:花钱选激光雷达版本,到底值不值?
从技术逻辑看,激光雷达绝对不是智商税,是自动驾驶系统的视力保障。但是,你要买激光雷达,就不能只买激光雷达,还要有全域感知的眼睛、融合协作的传感器系统、灵敏的大脑、充沛的算力、不失联的网络……这一切综合起来,才让激光雷达值回票价。
回顾激光雷达的发展史,从遥不可及的国之重器,一步步走到民用车的车顶,最终成了普通消费者能触及的核心安全配件。我们能看到,汽车的视力是如何进化的。
说到底,消费者真正想要的,是用最合理的成本,买到最大的智能与安全。而决定一辆车够不够聪明、够不够安全、够不够智能的,是那些隐藏在硬件之下、看不见却摸得着的真本事,才是汽车智能竞赛的真正主轴。
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