如何使用激光雷達(dá)功能

近年來，蘋果推出的激光雷達(dá)" target="_blank">激光雷達(dá)掃描儀(LiDAR)技術(shù)成為了智能手機(jī)行業(yè)的一個(gè)重要突破。這項(xiàng)技術(shù)采用激光雷達(dá)傳感器，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的環(huán)境建模和深度感知，為用戶提供了更多創(chuàng)新的應(yīng)用場景。本文將向大家介紹蘋果激光雷達(dá)掃描儀的使用方法，并延伸出幾個(gè)相關(guān)問題的解答，幫助讀者更好地利用這一功能。

1. 開啟激光雷達(dá)掃描儀

蘋果手機(jī)上的激光雷達(dá)掃描儀功能默認(rèn)是關(guān)閉的，需要手動(dòng)打開。進(jìn)入手機(jī)的設(shè)置菜單，在“隱私”中找到“相機(jī)”選項(xiàng)，然后啟用“測距”功能。開啟后，你就可以使用激光雷達(dá)掃描儀了。

2. 使用激光雷達(dá)掃描儀進(jìn)行測量

打開相機(jī)應(yīng)用，在拍攝界面上方會(huì)顯示一個(gè)測距儀的圖標(biāo)，點(diǎn)擊進(jìn)入激光雷達(dá)掃描儀模式。將手機(jī)對準(zhǔn)要測量的目標(biāo)物，移動(dòng)手機(jī)使其對準(zhǔn)物體的不同部分，然后點(diǎn)擊屏幕上的白色按鈕進(jìn)行掃描。系統(tǒng)會(huì)使用激光雷達(dá)技術(shù)快速測量物體的尺寸和距離，并在屏幕上顯示相關(guān)信息。

隨著激光雷達(dá)的裝車，筆者發(fā)現(xiàn)，大家在使用激光雷達(dá)時(shí)，仍然存在諸多問題。那么，如何正確使用激光雷達(dá)，已然成為自動(dòng)駕駛行業(yè)值得思考的問題。

首先，筆者歸納整理了一些行業(yè)內(nèi)在激光雷達(dá)使用過程中存在的5個(gè)方面的問題，包括缺乏統(tǒng)一的車規(guī)級標(biāo)準(zhǔn)、場景應(yīng)用問題、產(chǎn)品的耐久性與可靠性問題、產(chǎn)品售后服務(wù)問題、環(huán)境安全問題。

其次，筆者提出了5個(gè)關(guān)于正確使用激光雷達(dá)的方法，包括選擇合適的產(chǎn)品和激光雷達(dá)廠商、選擇合適的安裝位置與數(shù)量、提升設(shè)備耐久性、提高不同場景下的數(shù)據(jù)采集效率、配合使用短距激光雷達(dá)。

1. 激光雷達(dá)使用過程中存在的問題

筆者按照激光雷達(dá)當(dāng)前存在的主要問題及未來量產(chǎn)后可能存在的問題，依次整理了激光雷達(dá)在產(chǎn)品的合規(guī)性、應(yīng)用場景、產(chǎn)品使用、產(chǎn)品售后服務(wù)、環(huán)境安全5個(gè)方面中存在的問題。

1)缺乏統(tǒng)一的車規(guī)級標(biāo)準(zhǔn)

目前，市場上的激光雷達(dá)廠商基于不同的技術(shù)路線，推出了不同參數(shù)指標(biāo)及應(yīng)用場景的激光雷達(dá)產(chǎn)品。根據(jù)細(xì)分應(yīng)用場景下差異化的感知功能需求，主機(jī)廠及自動(dòng)駕駛解決方案商等不同類型客戶的需求也存在著差異化。何種激光雷達(dá)的技術(shù)路線才是今后最理想的技術(shù)路線?行業(yè)內(nèi)始終未形成統(tǒng)一的車規(guī)級認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，市場缺少統(tǒng)一的測試技術(shù)、測試流程、測試指標(biāo)、測試工具等規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

亮道智能CEO劇學(xué)銘也曾在公開場合提到，主機(jī)廠在做激光雷達(dá)硬件評估過程中還存在很多難點(diǎn)，不同企業(yè)的測試方法和測試指標(biāo)存在很大的差異，得出的測試結(jié)論也有很大的差別。

筆者還認(rèn)為，激光雷達(dá)供應(yīng)商雖然也會(huì)做一些基礎(chǔ)性能指標(biāo)測試，但這種測試存在著些許的主觀性，展現(xiàn)出來的往往是近乎完美的產(chǎn)品性能數(shù)據(jù)，缺少一些特殊應(yīng)用場景下的測試，比如城區(qū)場景下的感知能力等。

2)場景應(yīng)用問題

每一種傳感器基于各自的性能特點(diǎn)，都有其適合的應(yīng)用場景。激光雷達(dá)的應(yīng)用能讓數(shù)據(jù)融合更加容易，并使感知的可靠性提高。對此，均勝電子副總裁郭繼舜解釋道：“每種傳感器都存在各自的優(yōu)缺點(diǎn)，沒有任何一個(gè)傳感器可以獨(dú)立覆蓋所有場景。在這種情況下，即使激光雷達(dá)已經(jīng)具備前裝量產(chǎn)的條件，大家也沒有放棄攝像頭或者毫米波雷達(dá)，而是盡可能使用充分異構(gòu)的傳感器方案進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，通過多種傳感器去做交叉驗(yàn)證，從而使自動(dòng)駕駛車輛的感知能力得到進(jìn)一步的增強(qiáng)?！?

由此看來，激光雷達(dá)必然不可能覆蓋所有場景，比如雨霧雪氣候環(huán)境等，這些場景就需要配合攝像頭或者毫米波雷達(dá)一同使用。除此以外，激光雷達(dá)還有哪些應(yīng)用場景不適合使用呢?

某L4自動(dòng)駕駛公司資深從業(yè)者說道：“在城區(qū)場景下，激光雷達(dá)的依賴度相對較高，因?yàn)槌鞘新访娴闹苓叚h(huán)境重復(fù)度不高，可以獲取很多信息。但是在港口、高速等場景下，效果并不理想。比如在港口場景下，道路兩邊大都是集裝箱，激光雷達(dá)發(fā)揮不了太大的作用。同樣在高速場景下，周邊的環(huán)境變化不大。”

除了在環(huán)境重復(fù)性較高場景下激光雷達(dá)感知效果不佳外，激光雷達(dá)在相關(guān)場景應(yīng)用上還存在哪些應(yīng)用痛點(diǎn)?

某科技品牌總監(jiān)說：“車輛在高速行駛的狀態(tài)下，由于激光雷達(dá)的刷新幀率不高，處理數(shù)據(jù)的響應(yīng)時(shí)間較長，不易快速感知前方物體。再者，當(dāng)前市場上的激光雷達(dá)產(chǎn)品能做到10%反射率下探測距離達(dá)到200米的并不多，即使探測距離能達(dá)到200米，該處的線數(shù)也很稀疏，很難有效地識(shí)別出物體?！?

歸納來看，除了在一些惡劣天氣、沙塵等氣候環(huán)境下不能正常使用外，激光雷達(dá)也不能在一些重復(fù)性較高的場景下使用，而在低速、多變的城區(qū)場景下，激光雷達(dá)的使用效果會(huì)更好。此外，激光雷達(dá)在高速場景下使用效果也并不理想，主要問題在于：一方面，車速過快、刷新幀率低導(dǎo)致無法快速對前方物體作出反應(yīng);另一方面，距離越遠(yuǎn)的話，點(diǎn)云越是稀疏，識(shí)別能力也會(huì)下降。

3)產(chǎn)品的耐久性與可靠性問題

近幾年，激光雷達(dá)正逐漸實(shí)現(xiàn)前裝量產(chǎn)，但在缺乏統(tǒng)一的質(zhì)量認(rèn)證測試前提下，不少激光雷達(dá)其實(shí)屬于“帶病上車”。在經(jīng)歷相關(guān)應(yīng)用場景的測試后，不少問題在使用過程中也逐漸暴露出來，筆者整理了幾個(gè)產(chǎn)品性能方面的問題：

第一，可靠性問題。激光雷達(dá)是一種高精度產(chǎn)品，會(huì)比較“嬌貴”，這會(huì)影響產(chǎn)品的耐久性。

某L4自動(dòng)駕駛企業(yè)產(chǎn)品經(jīng)理說：“從我們自身的感受來說，激光雷達(dá)存在一些耐久性問題，尤其是在使用了三個(gè)月甚至半年以后，這個(gè)問題會(huì)更加凸顯。在我們拿到激光雷達(dá)產(chǎn)品后，從產(chǎn)品的官方參數(shù)來看，無論是測距能力、精度、角分辨率等參數(shù)，都體現(xiàn)出這是一款幾乎完美的產(chǎn)品。但當(dāng)你使用三個(gè)月甚至半年以后，它的部分性能就會(huì)下降，所以激光雷達(dá)產(chǎn)品對外公布的性能，或許無法貫穿整個(gè)生命周期?！?

第二，功耗問題。激光雷達(dá)的功耗越高，能量的利用率就越低，從而會(huì)影響整車的續(xù)航，還會(huì)增加設(shè)備的散熱難度。

激光雷達(dá)收發(fā)電子模塊的功耗遠(yuǎn)大于掃描機(jī)械模塊。主要是因?yàn)殡娮幽K需要每秒在百萬次的量級上發(fā)射和接收光，并且每次收發(fā)都要經(jīng)過復(fù)雜的模擬和數(shù)字電路的處理把它轉(zhuǎn)化為3D點(diǎn)云信號(hào)，也就是說大部分的功耗來自于激光的收發(fā)模塊。

某激光雷達(dá)廠商也曾在其激光雷達(dá)發(fā)布會(huì)上提到，市場上的激光雷達(dá)發(fā)射模塊的光電轉(zhuǎn)化效率通常小于10%，而電轉(zhuǎn)光的效率越低，就會(huì)導(dǎo)致功耗越大。對于光電轉(zhuǎn)化效率低的原因，探維科技的品牌總監(jiān)張立辰解釋道：“一方面與激光器供應(yīng)商的技術(shù)成熟度有關(guān);另一方面是激光雷達(dá)自身的工程設(shè)計(jì)原因，比如內(nèi)部的折射次數(shù)等。”

再者，功耗與激光器的功率也相關(guān)，單個(gè)激光器的功率越大，激光雷達(dá)的探測距離也越遠(yuǎn)，例如1550nm波長的激光雷達(dá)(如Luminar Iris)。由于光纖發(fā)射器功率高，雖然大幅提升了探測距離、分辨率，并提高信噪比，但是功耗也大幅提升了。

第三，熱管理問題。激光雷達(dá)主要可分為加熱管理和散熱管理。

在加熱管理方面，主要是應(yīng)對惡劣的氣候環(huán)境，比如極低的氣溫、雨霧等天氣，會(huì)導(dǎo)致激光雷達(dá)的表面被雨霧、冰雪、冰霜所覆蓋，影響激光信號(hào)的正常使用，這時(shí)候就需要設(shè)備的加熱功能。在一些北方極低氣溫區(qū)域，激光雷達(dá)因?yàn)闊o法實(shí)現(xiàn)“冷啟動(dòng)”，導(dǎo)致無法正常使用，所以也需要加熱管理。

在散熱管理方面，比如車輛長時(shí)間停在室外高溫環(huán)境下，裝在車體外部的激光雷達(dá)會(huì)因?yàn)殚L時(shí)間太陽暴曬，使得設(shè)備溫度快速上升，從而造成內(nèi)部零部件的損毀。

第四，表面清潔問題。激光雷達(dá)視窗表面的清潔問題比較嚴(yán)重，因?yàn)榧す饫走_(dá)本身的精度比較高，表面的污漬一定會(huì)影響設(shè)備的數(shù)據(jù)收集效果。

國內(nèi)外的激光雷達(dá)廠商也在這方面也做了相關(guān)設(shè)計(jì)，比如法雷奧的everView傳感器清潔系統(tǒng)，據(jù)悉該系統(tǒng)每次清潔僅需25毫升清潔液，而其他手動(dòng)清潔系統(tǒng)在使用時(shí)每次需要100毫升清潔液。華為在發(fā)布其首款激光雷達(dá)產(chǎn)品時(shí)，也公布了自主設(shè)計(jì)的智能清洗風(fēng)洞系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)在130km/h行駛狀態(tài)下激光雷達(dá)的清洗功能。

從產(chǎn)品可靠性角度來看，產(chǎn)品的耐久性、功耗、熱管理、清潔問題，都與產(chǎn)品自身的性能有關(guān)。憑借著國內(nèi)寬松的政策環(huán)境，激光雷達(dá)先實(shí)現(xiàn)了小規(guī)模上車，但汽車產(chǎn)品始終是安全為先，仍然需要把可靠性作為第一標(biāo)準(zhǔn)。

4)產(chǎn)品售后服務(wù)問題

整個(gè)激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)還處于發(fā)展初期，對于出現(xiàn)的產(chǎn)品性能上和質(zhì)量上的問題，激光雷達(dá)廠商缺乏相應(yīng)的技術(shù)支持與完善的質(zhì)保體系。

某L4自動(dòng)駕駛公司資深從業(yè)者說道：“我們會(huì)更多地關(guān)注產(chǎn)品的穩(wěn)定性，其中包含廠商對設(shè)備故障問題的支持力度，一旦出現(xiàn)問題，廠商是否有技術(shù)團(tuán)隊(duì)快速響應(yīng)。比如某些國外的激光雷達(dá)公司為什么在國內(nèi)賣得不好，因?yàn)樗麄冊趪鴥?nèi)只有商務(wù)，技術(shù)支持力量非常弱，大部分的技術(shù)支持力量都在國外。而國內(nèi)的激光雷達(dá)廠商雖然有技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)，但是大部分都鋪在主機(jī)廠的定點(diǎn)訂單上。比如有些有前裝量產(chǎn)訂單的激光雷達(dá)廠商，已經(jīng)被主機(jī)廠選定為供應(yīng)商，自然會(huì)把注意力集中在主機(jī)廠項(xiàng)目上，會(huì)配合主機(jī)廠做很多測試開發(fā)工作，而對于中小客戶的關(guān)注自然不會(huì)太多。”