從4線到192線，激光雷達(dá)“等效線數(shù)”能反映真實(shí)水平嗎

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/梁浩斌）激光雷達(dá)的線數(shù)，一般是指垂直方向上的激光器數(shù)量，比如單線激光雷達(dá)就是只有一組激光收發(fā)模塊，相當(dāng)于是一個(gè)人拿著激光測(cè)距筆，在同一高度上旋轉(zhuǎn)360度，每轉(zhuǎn)動(dòng)一下就記錄下測(cè)距的結(jié)果，那么就能夠根據(jù)這些測(cè)距結(jié)果得出這個(gè)高度上的平面空間深度信息。

那么如何獲取三維空間內(nèi)的深度信息？

一種方式是采用逐行掃描，比如用單線的激光雷達(dá)，每轉(zhuǎn)一圈就將激光模組的角度改變一度，那么經(jīng)過(guò)多次掃描之后就能夠得出一個(gè)范圍內(nèi)的三維環(huán)境圖像。另一種方式就是通過(guò)多個(gè)激光收發(fā)器組成的模組，形成多線激光雷達(dá)。

如果將激光雷達(dá)掃描出來(lái)的數(shù)據(jù)看作是一個(gè)視頻，那么這個(gè)視頻的縱向分辨率，或者說(shuō)縱向像素點(diǎn)數(shù)量，就是激光雷達(dá)的“線數(shù)”。

在過(guò)去幾年，激光雷達(dá)“線數(shù)”都是一個(gè)非常重要的指標(biāo)。

車(chē)載激光雷達(dá)，從4線到192線

對(duì)于自動(dòng)駕駛而言，激光雷達(dá)能夠獲取環(huán)境深度數(shù)據(jù)，建立三維模型以彌補(bǔ)視覺(jué)對(duì)深度感知的缺陷，能夠提高自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的感知能力上限。

從2017年的奧迪A8開(kāi)始，激光雷達(dá)首次被搭載在量產(chǎn)車(chē)型上，當(dāng)時(shí)奧迪A8上選裝的激光雷達(dá) Scala1 由法雷奧提供，是一個(gè)4線轉(zhuǎn)鏡掃描激光雷達(dá)。

而后來(lái)在2021年底，小鵬P5成為了首款搭載激光雷達(dá)的量產(chǎn)電動(dòng)車(chē)型，小鵬P5上搭載了兩顆Livox HAP激光雷達(dá)，等效144線。

不過(guò)比較有趣的是，Livox HAP在小鵬P5之后，鮮有其他的量產(chǎn)車(chē)型使用，同時(shí)很快小鵬P5的激光雷達(dá)供應(yīng)商也從Livox換成速騰聚創(chuàng)，從144線的Livo HAP換成速騰聚創(chuàng)M1等效125線激光雷達(dá)。

再后來(lái)，乘用車(chē)激光雷達(dá)前裝市場(chǎng)就幾乎是被速騰聚創(chuàng)M1以及禾賽AT128兩分天下，兩款激光雷達(dá)的等效線數(shù)也差別不大。當(dāng)然，圖達(dá)通獵鷹也有著很高的市占率，不過(guò)目前只在蔚來(lái)的車(chē)型上搭載，而獵鷹采用的方案與前兩者都有一些區(qū)別，主要是光源采用1550nm的激光，官方此前宣稱最高等效300線，不過(guò)目前官網(wǎng)上的數(shù)據(jù)顯示垂直方向激光線束變成150線@10fps，作出這樣改變的原因下面再作解釋。

另外，去年在智界、問(wèn)界的車(chē)型上搭載的華為自研激光雷達(dá)線數(shù)更是達(dá)到192線，這是目前業(yè)界車(chē)規(guī)級(jí)量產(chǎn)最高線數(shù)激光雷達(dá)，垂直分辨率達(dá)到0.1°，掃描頻率達(dá)到20Hz。

角分辨率——更加真實(shí)的性能指標(biāo)

按照行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，ADAS激光雷達(dá)的線數(shù)必然是會(huì)不斷增加的。但是線數(shù)也無(wú)法真實(shí)反映出激光雷達(dá)的分辨率，經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，可以發(fā)現(xiàn)激光雷達(dá)企業(yè)在參數(shù)上也開(kāi)始淡化“線數(shù)”的概念。

在此前激光雷達(dá)公司的宣傳中，經(jīng)?？梢钥吹降囊粋€(gè)詞是“等效線數(shù)”，因?yàn)橐话阋饬x上“線數(shù)”是指激光雷達(dá)在垂直方向上有多少個(gè)激光收發(fā)模塊，而車(chē)載激光雷達(dá)由于掃描方案多樣，很多情況下只需要單個(gè)激光光源就夠?qū)崿F(xiàn)大范圍掃描。比如MEMS二維振鏡就只需一束激光光源，通過(guò)二維振鏡的反射，改變光束方向來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的掃描。所以“等效線數(shù)”的計(jì)算方式，其實(shí)是激光雷達(dá)的垂直視場(chǎng)角除以垂直角分辨率。

同時(shí)也有一些激光雷達(dá)支持ROI動(dòng)態(tài)聚焦，能夠?qū)σ粋€(gè)小的區(qū)域內(nèi)提高掃描的分辨率，也就可以實(shí)現(xiàn)更高的“等效線數(shù)”。

所以隨著行業(yè)的發(fā)展，激光雷達(dá)廠商就會(huì)更加傾向使用角分辨率和FOV作為激光雷達(dá)的核心參數(shù)指標(biāo)，以更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)卣故炯す饫走_(dá)的實(shí)際性能。

小結(jié)：

從營(yíng)銷(xiāo)的角度來(lái)看，激光雷達(dá)的等效線數(shù)依然會(huì)是終端車(chē)企面向消費(fèi)者的重要參數(shù)，最簡(jiǎn)單的概念就是等效線數(shù)越高，激光雷達(dá)分辨率越高。盡管不準(zhǔn)確，但對(duì)于大眾來(lái)說(shuō)是理解成本最低的傳播方式。

當(dāng)然也有其他比較直觀的方式來(lái)展示激光雷達(dá)的分辨率，比如根據(jù)光秒科技舉的例子：當(dāng)一輛白色車(chē)輛在距離激光雷達(dá)兩百米遠(yuǎn)時(shí)，在角分辨率為0.2°（H）×0.2°（V）的128線激光雷達(dá)上只能顯示為9個(gè)“像素點(diǎn)”；如果是采用角分辨率為0.088°（H）×0.024°（V）的1024線激光雷達(dá)，這輛車(chē)在激光雷達(dá)中就能顯示為58個(gè)點(diǎn)。