在汽車發(fā)展競賽以及各大企業(yè)發(fā)布產(chǎn)品時，有一個必備的競賽項目成為了各大企業(yè)努力的難題，就是輔助駕駛，也可以說為未來自動駕駛打基礎(chǔ)的入門功課，而這項功課，對于當(dāng)下時代發(fā)展和未來汽車的走向，都起著至關(guān)重要的因素。

輔助駕駛的演變過程

輔助駕駛在最初形態(tài)，就是一個非常簡單的功能，甚至很多消費者購買以后完全沒用過的一項功能——定速巡航：在汽車行駛時，設(shè)置好最高時速限制，可以解放持續(xù)踩油門的右腳，只需要控制方向盤，車輛會保持勻速前進(jìn)的姿態(tài)進(jìn)行駕駛，在當(dāng)年的那個年代，這已經(jīng)是跨時代的技術(shù)突破，電子傳感器需要干預(yù)和設(shè)置發(fā)動機以及變速箱匹配到固定時速，而對于眾多消費者，這個功能真的是可有可無，甚至很多人壓根不知道該這么用？

為什么說定速巡航可有可無？定速巡航的駕駛環(huán)境過于苛刻，前方不能有車輛干擾，否則保持勻速前進(jìn)的姿態(tài)下，車主依舊會提心吊膽，即便是解放了右腳不用時刻踩油門，也沒辦法解決車主駕駛的緊張心態(tài)，腳依舊時刻搭在剎車踏板上，保證遇到前方有車輛時第一時間剎車減速，即便是擁有自動剎車功能，在強制降低速度以后，也無法實時提升速度，而這就是輔助駕駛的最初形態(tài)，甚至這個 " 輔助 "，起的可能還是副作用。

隨著眾多傳感器被移植到車上，尤其是在車輛前方搭載以后，定速巡航開始進(jìn)化，變成現(xiàn)在我們熟知的自適應(yīng)巡航，聽到名字想必大家就有所理解，在定速巡航的基礎(chǔ)上進(jìn)行升級，可以用傳感器探測前方車輛，從而根據(jù)被跟車輛速度實現(xiàn)自身車輛的車速變化，在設(shè)置到最高車速以后，前方有跟車車輛時，傳感器會根據(jù)前方車輛速度變化，實時變更自身車輛時速，保持最優(yōu)的跟車距離；在自適應(yīng)巡航誕生以后，才是真正的起到了長途 " 輔助 " 駕駛的作用，也才真正讓 " 巡航 " 功能，被更多消費者熟知和使用。

既然能夠 " 解放 " 腳，

那能不能 " 解放 " 手呢？

答案放在今天，還是比較模糊的，為什么是模糊的呢？因為放在目前的交通法規(guī)，是不允許手松開方向盤，但按照目前企業(yè)宣傳的輔助駕駛等級來看，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是無需人為干涉的。

所以，大家應(yīng)該已經(jīng)理解，其實從目前的輔助駕駛能力上，是可以解放雙手；在車身除了前方搭載傳感器和攝像頭以外，在車身周圍也同樣布置傳感器以及攝像頭，這樣汽車在行駛時就可以實時檢測周圍，對周圍進(jìn)行建模，檢測行駛地標(biāo)線，通過對地標(biāo)線的學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)算法，可以將車身的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及地標(biāo)線檢測進(jìn)行融合，在實時檢測地標(biāo)線的同時，通過芯片算法進(jìn)行實時運算，再對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的操控，就可以將車輛實時變化從而使車輛時刻保持在車道最居中的位置；舉一個簡單的例子，用人來比喻，人走在路上，人眼看到路況以后，大腦會有自己的思維和想法，然后控制下肢系統(tǒng)，避免障礙物，走到目的地，而這個輔助功能就是目前的車道居中保持輔助。

車道居中保持輔助搭配前文所說的自適應(yīng)巡航功能，就構(gòu)成了目前行業(yè)內(nèi)最基本的輔助駕駛，也被稱之為 L2 等級的輔助駕駛，可以完成在長途駕駛中，非常有效且簡單的減輕疲勞的作用，而這樣的系統(tǒng)也構(gòu)建了目前輔助駕駛和自動駕駛的最基礎(chǔ)的功能。

激光雷達(dá)有什么作用？

目前輔助駕駛的硬件通過毫米波雷達(dá)以及攝像頭等傳感器進(jìn)行對車輛周邊的實時運算，而目前的硬件相對來說都有各自的優(yōu)劣勢，關(guān)于優(yōu)劣勢，會在下面一個環(huán)節(jié)去敘述，而在輔助駕駛上，想要突破更高的上限，尤其是進(jìn)階自動駕駛甚至無人駕駛階段，就要去嘗試更高階的硬件去完成想要的效果，激光雷達(dá)，就被推了出來。

先不去考慮激光雷達(dá)是否會對輔助駕駛或者自動駕駛更上一步的功效，就目前眾多品牌企業(yè)在激光雷達(dá)的競賽當(dāng)中，證明激光雷達(dá)確有效果，從小鵬 P5 的兩顆，到極狐 α S 的三顆，再到廣州車展機甲龍上的四顆，效果沒看到，但是大家在數(shù)量上卻比的不可開交，可見，作用一定有，但是有多大作用呢？

提到作用有多大，就要先了解什么是激光雷達(dá)，激光雷達(dá)有什么作用。

激光雷達(dá)最早出現(xiàn)在軍事，醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域設(shè)施上，用來建模和探測距離等，由于成本過于昂貴，離我們老百姓還是有著很遠(yuǎn)的距離；后來，因為激光雷達(dá)的成本壓縮以及普通設(shè)備對算法上的提升，逐漸出現(xiàn)在了大眾視野。

激光雷達(dá)的工作原理其實相對來說很好理解，激光雷達(dá)的工作原理也叫飛行時間測距法，由發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、信息處理三部分組成；發(fā)射系統(tǒng)對目標(biāo)發(fā)射探測信號，也就是一道激光束，然后激光束照射到目標(biāo)物體以后進(jìn)行反射，激光雷達(dá)內(nèi)部的接收系統(tǒng)對反射的激光進(jìn)行時間比對（約為 30 萬千米 / 秒），通過信息處理系統(tǒng)計算和處理，計算出距離目標(biāo)的距離。

其實說到這可能還有很多人有一些不太理解，我們打一個比方，假如我們處在一個伸手不見五指的密封空間內(nèi)，手里拿著一個手電筒，打開手電筒照射前方，通過手電筒的光照射在物體以后，再由物體對光的反射，眼睛接受物體反射的光，大腦對光反射的環(huán)境計算，這樣，就有了一個基本的探測流程，在探照過程計算光的飛行時間探測距離，而這一個基本流程的獲取位置和距離信息中，我們稱之為 " 點云 "。

在我們汽車上使用的激光雷達(dá)，用一道光束在短時間內(nèi)發(fā)射到不同區(qū)域，怎么實現(xiàn)這個過程？

有兩種方式，一種是讓發(fā)光的發(fā)射系統(tǒng)自身運動，通過在固定時間內(nèi)運動次數(shù)達(dá)到一定，就可以在出點數(shù)固定的情況下，獲取更多的點云；另一種方式就像我們當(dāng)年上學(xué)坐在窗戶邊上的 " 淘氣學(xué)生 "，拿一個小鏡子，通過鏡子反射的光晃其他同學(xué)一樣，通過一個反射裝置，對發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射出去的激光束進(jìn)行反射，在固定時間內(nèi)對反射 " 鏡子 " 裝置運動一定的次數(shù)，也可以在僅有一個出點數(shù)的情況下，獲得定量的點云效果。

這樣，就能在固定時間內(nèi)，探測到想要的范圍信息，也就構(gòu)成了激光雷達(dá)的基本工作流。

激光雷達(dá)的優(yōu)劣勢

目前，激光雷達(dá)更多在非量產(chǎn)車上，所以還很少有消費者能夠體驗到，而目前能夠體驗到的更多是之前的毫米波雷達(dá)和攝像頭等傳感器達(dá)到的輔助駕駛，關(guān)于毫米波雷達(dá)和攝像頭已經(jīng)能夠滿足很多輔助駕駛功能，為何一定要追求激光雷達(dá)？他們之間有什么差別呢？

毫米波雷達(dá)是通過一種電磁波形式，而毫米波頻段比較特殊，頻率高于無線電，低于可見光和紅外線，頻率范圍大概為 10GHz-300GHz 之間，也是非常適合車載領(lǐng)域的頻段；毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)在探測上的工作原理很相似，發(fā)射脈沖（波形）獲取信息，再通過信息處理計算出目標(biāo)距離，而因為反射和回波信號決定了信息的內(nèi)容和質(zhì)量，所以，毫米波雷達(dá)無法保證信號承載的信息的分辨率，只能通過頻率增加才能增加分辨率，而在這點上，毫米波雷達(dá)大不如激光雷達(dá)。

因為激光雷達(dá)發(fā)射的電磁波是一條直線，主要以光粒子發(fā)射，而毫米波發(fā)射出去的電磁波是一個錐形的波束，所以在相比毫米波雷達(dá)，激光雷達(dá)在探測精度、范圍以及穩(wěn)定性上，更具有優(yōu)勢，可以達(dá)到厘米級。

而在抗干擾上，由于激光雷達(dá)通過發(fā)射光束進(jìn)行探測，容易受到外界環(huán)境影響，光束受遮擋以后就不能正常使用，尤其是在雨、雪、霧霾、沙塵暴等特別惡劣的天氣中，會受到影響；而毫米波引導(dǎo)頭穿透霧、煙、灰塵能力強，所以在糟糕天氣也有很好的效果。

因為兩種傳感器各有優(yōu)劣，所以還不存在完全取代的說法，更多的是起到相輔相成的效果。

說完毫米波雷達(dá)，包括超聲波傳感器，工作原理和前兩者類似；還有一個很重要的就是攝像頭，攝像頭在對整車的前后左右進(jìn)行搭載以后，對周圍環(huán)境的圖像信息實時傳輸給計算系統(tǒng)，但攝像頭記錄的信息只能做到 2D 效果，就是我們理解的圖片形式，無法做到 3D 感知，這樣對一些物體的模型和概念就有一些模糊，但因為攝像頭能夠拾取到的信息非常直接，比如在左右攝像頭可以非常清晰的探測到路面的地標(biāo)線，所以，攝像頭在輔助駕駛中，也是起著至關(guān)重要的作用。

眾多傳感器，分工明確，各司其職，就鑄造了目前我們能夠體驗到的輔助駕駛。

除了工作原理，激光雷達(dá)還有一個特點，因為光束的探照范圍是通過多個點云來實現(xiàn)，而想要探照模型更清晰，就要有更多的反射信號，從而來對環(huán)境進(jìn)行更清晰的測量，而反射信號越多，就需要更難的計算系統(tǒng)，也就是說，需要一個更聰明的計算系統(tǒng)，在計算模塊上，需要更強的 " 算力 "，來處理和實時計算這些返回的信號和建模信息。

為啥一定要激光雷達(dá)

其實目前只有企業(yè)心里有一個非常明確的定義，為啥都在爭相恐后的搭載激光雷達(dá)，畢竟在廣州車展上，已經(jīng)有了搭載四顆激光雷達(dá)的機甲龍了，看著各家企業(yè)在堆數(shù)量的同時，似乎感覺激光雷達(dá)一定會對輔助駕駛有強化作用。

前文已經(jīng)剖析過了激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)以及攝像頭的各司其職的作用，那為啥一定要引入激光雷達(dá)呢？

從目前來看，在毫米波雷達(dá)搭配攝像頭等傳感器完成的工作流，已經(jīng)能夠滿足目前我們減輕駕駛疲勞的工作效率，而在一些無人送貨車等裝備上，也不見得一定要加入激光雷達(dá)才能實現(xiàn)，當(dāng)然，當(dāng)激光雷達(dá)的成本價格下探到車企和消費者可以接受的程度上，對于硬件的升級也是一定的。

前文分析過激光雷達(dá)相較于其他傳感器的優(yōu)劣勢，就證明激光雷達(dá)的確是獨樹一幟的存在。

從原理分析，在輔助駕駛處理單元內(nèi)部，激光雷達(dá)負(fù)責(zé)主要的周邊探測建模，毫米波雷達(dá)用來輔佐激光雷達(dá)，并且還可以在惡劣天氣下做出更好的回饋，加上攝像頭提供 2D 的實時影像，3D 建模搭配 2D 影像，就可以更好的用算法和數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)能力，對周邊的信息做到更精確的探測，更精確的周圍信息，就更能有利的提升輔助駕駛的能力，當(dāng)然，也要建立在算力達(dá)標(biāo)的情況下，保證流暢的數(shù)據(jù)計算和操作處理。

# 總結(jié)

雖然激光雷達(dá)一定可以幫助輔助駕駛能力進(jìn)行提升，但這個提升絕不只是在硬件堆積上就能夠提升，輔助駕駛的運算、數(shù)據(jù)以及算法優(yōu)化，才是決定了輔助駕駛的上限和能力，而同樣在僅有毫米波雷達(dá)和攝像頭時，不同企業(yè)的輔助駕駛能力和優(yōu)化也是不同的。

所以，希望車企在宣傳時搭載激光雷達(dá)數(shù)量上的堆積不是噱頭，背后能夠真正在搭載激光雷達(dá)以后對算法、數(shù)據(jù)以及優(yōu)化做到深研，這樣，才能讓消費者得到最好體驗感，也能保證消費者未來的認(rèn)可，而關(guān)于輔助駕駛，終將會在未來某天晉升為自動駕駛，究竟需要多久，拭目以待。