智能驾驶要用多少个激光雷达？分别放在哪里？什么作用？

激光雷达上车不是什么新奇的事情了，我之前文章《通过广州车展－看自动驾驶激光雷达》中可以看到目前将近20款智能驾驶的乘用汽车宣布采用激光雷达，单车的激光雷达数量多达4个。而截至到发文前在中国市场你至少可以买到三款车是带激光雷达的，分别是小鹏P5，蔚来ET7，北汽极狐华为版。我估计很多人跟我一样好奇，这些车为啥要用激光雷达？到底把激光雷达装在哪里？他们分别可以实现哪些功能？未来的应用会是什么样的趋势？所以本文将根据如下部分进行分析：

用激光雷达能解决什么痛点

当前市场上激光雷达放置的位置有哪些

当前激光雷达放置位置与其智能驾驶功能路径的关系

未来激光雷达的应用趋势和难点

希望能给大家一些观点和启发。

用激光雷达能解决什么痛点

我们在之前文章《通过广州车展－看自动驾驶激光雷达》里面详细介绍了激光雷达的原理以及优点，这里我借用蔚来ET7上面图达通的激光雷达广告和之前智能驾驶相关事故来简单概括下现在智能驾驶为什么热衷于添加激光雷达作为传感器。

典型的，蔚来汽车，小鹏汽车以及特斯拉都有过高速上撞上静止车辆的问题爆出，这里我们不去探讨谁对谁错，但是可以肯定一点的是蔚来汽车和特斯拉在其功能使用中都提醒了，当前功能仅仅为辅助驾驶，驾驶员需要对自己驾驶负责。但现实当中人很容易依赖和侥幸心理。但智能驾驶其实在仅仅依靠视觉AI 以及雷达的智能驾驶的世界里面，由于各自的缺点还是会导致可能出现的问题。

首先计算机视觉AI系统，他的识别是基于他们接受过训练的事物。在路上看到卡车的车顶并不常见，横在马路上的卡车可没有几台。所以特斯拉的图像分类器可能没有对横在路上的卡车进行广泛的训练，就直接忽略了。另外一种可能例如我们之前文章《智能汽车要用多少个摄像头？分别干啥？什么原理？》，当前智能汽车摄像头大部分采用RCCB，也就是相机的曝光可能设置得太亮，而明亮的白色卡车只是一个曝光过度的斑点。

最后一个就是雷达，一般来说，特斯拉的雷达会受到这辆卡车的强烈反射。但是，这些雷达回波表明卡车是静止的物体，就像路中间的树篱一样，它也会给出雷达回波。所以汽车的雷达由于对于精度以及边缘的缺陷一般都会在标定的时候去忽略掉固定物体反射回的波，这也就是为什么我们常说汽车雷达不认识静止的物体。

所以通过上面的各类事故问题分析，其实可以明白摄像头存在对光线高度依赖，无法感知3D信息的问题，雷达存在低精度等固有传感器特点问题。

但是生活当中道路环境情况的复杂度非常高，光线问题中光线炫目可能发生在早上，晚上甚至路面积水反射等，还有如果需要夜晚支持安全的智能驾驶，那么对于摄像头是比较致命。另外对于静止物体，例如高速上掉落的轮胎等，都是有可能的，而且这种可能发生时如果驾驶员依赖智能驾驶，那么可能就会出现事故。而为人类安全而舒适的智能驾驶，必须要关注各种极端情况，防止人类由于采用这类技术而产生的伤害。

所以激光雷达相比摄像头不是基于光线，同时激光相比雷达分辨率更高等技术特点让其很好的弥补他们的缺点。不受光影响，分辨率高，支持3D立体，点云还支持AI 算法等优点，所以让激光雷达非常受智能驾驶特别是高阶智能驾驶的青睐。

当前市场上激光雷达位置

目前市场上智能驾驶汽车宣布以及使用激光雷达的汽车至少16个品牌，超过19款车，这些还未投产的车都在近两年内上市。

其实激光雷达的布置和摄像头布置应该是类似，环绕车辆360°的视场覆盖，但是激光雷达目前几个点导致和摄像头布置有差异：

第一个是价格贵。虽然现在价格已经亲民了，相比之前的几千美金一个，现在各家都目标做到200美金，但其实当前激光雷达价格单颗都在500到1000美金，所以不可能像摄像头单颗10到几十美金的价格那样，可以安装十几个，成本不允许。

第二个是体积大。当前不少激光雷达是MEMS技术，比如说速腾M1，或者是转镜式结构，比如禾赛AT128，由于其内部收发装置结构复杂，体积大都相当于几个前视摄像头盒子那么大，所以其体积也不允许。当然我们也看到市面上有发布flash激光雷达的产品，得益于flash的芯片化设计，体积应该有明显优化。其他的还包括其性能例如碰撞保护，表面防污，散热等都影响他的布置。所以当前发布的激光雷达安装都是外露式的，安装位置比较固定主要为：

车顶，主要是为了前视的看的远。

车头前保险杠，主要是为了前视的看的远也兼顾。

前保以及翼子板两侧，主要是为了兼顾侧向视角。

讲到了位置那么必须要考虑他的FOV （Field of View）视场角了，毕竟传感器讲究的就是要看的远和看的广，下图借用Robosense的MI宣传资料可以很直观的表达FOV，他包括两个部分一个水平视场，一个垂直视场。

目前视场大部分主流的激光雷达10％反射距离都在200m左右，目前主流的FOV ，水平基本都为120°，垂向基本为25°左右。

根据我之前总结的当前激光雷达布置的位置，我用图大概表达他的安装位置以及视场角，那么这样的布置以及优缺点呢？他们到底用来做什么呢？其实每一种布置方式都隐含了他的功能，和他想要实现的东西，汽车设计是一项艺术，智能汽车设计也是一样，所以下面让我们看看这些激光雷达布置以及他想要实现什么样的功能。