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隨著道路車(chē)輛日益增多，自動(dòng)駕駛技術(shù)已逐漸走出科幻電影，成為現(xiàn)實(shí)交通中的重要組成部分。在此背景下，車(chē)輛如何有效避開(kāi)障礙物成為一個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題。傳統(tǒng)的雷達(dá)與攝像頭雖具備一定感知能力，但在復(fù)雜路況下仍顯不足。激光雷達(dá)（LiDAR）的出現(xiàn)，為碰撞避免系統(tǒng)注入了新的活力。

防撞系統(tǒng)市場(chǎng)現(xiàn)狀

從市場(chǎng)規(guī)模看，行業(yè)預(yù)測(cè)顯示，到2030年全球防撞系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到157億美元，2023年至2030年間的年復(fù)合增長(zhǎng)率約為11.4%。這一顯著增長(zhǎng)離不開(kāi)日益嚴(yán)格的安全法規(guī)和消費(fèi)者對(duì)行車(chē)安全的高度關(guān)注。如今的防撞系統(tǒng)已不再僅是輔助功能，而是能夠支持車(chē)輛進(jìn)行半自主乃至全自主決策。這意味著車(chē)輛不僅能預(yù)警潛在危險(xiǎn)，還可主動(dòng)實(shí)施制動(dòng)、轉(zhuǎn)向等避障操作。傳感器技術(shù)的進(jìn)步是推動(dòng)該系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵。以往體積龐大、成本高昂的傳感器，如今已能夠?qū)崿F(xiàn)精巧設(shè)計(jì)，并無(wú)縫集成至車(chē)身各部分。盡管遠(yuǎn)程雷達(dá)與激光雷達(dá)系統(tǒng)的成本問(wèn)題仍然存在，但其巨大的市場(chǎng)潛力正吸引著眾多廠商持續(xù)投入。

以下幾項(xiàng)數(shù)據(jù)值得關(guān)注：

• 雷達(dá)系統(tǒng)在2022年占據(jù)43.3%的市場(chǎng)份額，且份額仍在上升，主要得益于其成本下降與車(chē)廠普及意愿增強(qiáng)。

• 基于攝像頭的防撞系統(tǒng)因法規(guī)強(qiáng)制安裝要求，增長(zhǎng)尤為迅速，目前多國(guó)已立法要求新車(chē)必須配備相關(guān)功能。

• 自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)占據(jù)重要比重，該系統(tǒng)依托遠(yuǎn)、中、近程雷達(dá)自動(dòng)調(diào)節(jié)車(chē)速，在高速公路等場(chǎng)景中極為實(shí)用。

值得注意的是，聯(lián)合國(guó)道路安全合作組織2014年的一項(xiàng)研究指出，約90%的交通事故源于人為失誤。若技術(shù)能有效彌補(bǔ)這一不足，強(qiáng)制配備防撞系統(tǒng)將成為必然趨勢(shì)。從區(qū)域布局來(lái)看，歐洲市場(chǎng)處于領(lǐng)先地位，2022年占比超過(guò)33%，預(yù)計(jì)在未來(lái)幾年仍將保持其優(yōu)勢(shì)。

激光雷達(dá)是什么？

簡(jiǎn)而言之，激光雷達(dá)通過(guò)發(fā)射激光束來(lái)測(cè)量距離并構(gòu)建周?chē)h(huán)境的三維地圖。車(chē)載激光雷達(dá)傳感器持續(xù)發(fā)射激光，經(jīng)物體反射后接收回波，系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算時(shí)間差獲得精確距離信息，最終生成高精度環(huán)境地圖。

與雷達(dá)和攝像頭相比，激光雷達(dá)具備以下突出優(yōu)勢(shì)：

• 高分辨率：能生成細(xì)節(jié)豐富的三維圖像，可在更遠(yuǎn)距離精確檢測(cè)與跟蹤物體，對(duì)高速行駛及復(fù)雜環(huán)境下的自動(dòng)駕駛車(chē)輛尤為重要。

• 強(qiáng)抗干擾能力：在雨、霧、低光照等惡劣天氣條件下，傳統(tǒng)攝像頭與普通雷達(dá)性能可能下降，激光雷達(dá)則基本不受影響，仍可提供穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)。

• 高識(shí)別精度：能清晰區(qū)分行人、車(chē)輛、靜止障礙物等不同目標(biāo)，有助于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)做出更合理的決策與避障動(dòng)作。

當(dāng)然，成本仍然是激光雷達(dá)大規(guī)模推廣的主要挑戰(zhàn)。但目前相關(guān)企業(yè)正持續(xù)研發(fā)，旨在降低制造成本的同時(shí)保持高性能。隨著技術(shù)演進(jìn)與生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大，其成本有望逐步下降。

激光雷達(dá)在防撞系統(tǒng)中的作用

1. 精準(zhǔn)物體檢測(cè)
   激光雷達(dá)測(cè)距精度可達(dá)亞厘米級(jí)，能識(shí)別微小障礙物，并可有效區(qū)分靜止物體與運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，為避障決策提供關(guān)鍵信息。

2. 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)更新
   激光雷達(dá)每秒可采集數(shù)千個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，實(shí)時(shí)反饋物體的位置、速度、尺寸與形狀，使防撞系統(tǒng)能夠根據(jù)路況瞬息變化及時(shí)響應(yīng)。

3. 強(qiáng)大深度感知能力
   在弱光或惡劣天氣下，傳統(tǒng)攝像頭對(duì)距離的判斷容易失真，而激光雷達(dá)依靠激光束工作，幾乎不受這些條件影響，從而保障系統(tǒng)全天氣候可靠性。

4. 360°全景覆蓋
   激光雷達(dá)可實(shí)現(xiàn)車(chē)輛周?chē)鸁o(wú)死角監(jiān)測(cè)，消除視覺(jué)盲區(qū)，顯著降低因突然變道或意外障礙物引發(fā)碰撞的風(fēng)險(xiǎn)。

激光雷達(dá)的應(yīng)用領(lǐng)域

• 汽車(chē)行業(yè)
  自動(dòng)駕駛車(chē)輛高度依賴(lài)激光雷達(dá)在復(fù)雜環(huán)境中實(shí)現(xiàn)安全導(dǎo)航與精準(zhǔn)檢測(cè)。目前，許多新能源車(chē)型及高端汽車(chē)已陸續(xù)搭載該項(xiàng)技術(shù)。

• 無(wú)人機(jī)與機(jī)器人
  無(wú)人機(jī)借助激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)自主避障，安全穿梭于建筑群之間；機(jī)器人則通過(guò)該技術(shù)在室內(nèi)自主移動(dòng)，廣泛應(yīng)用于配送、清潔等場(chǎng)景。

• 工業(yè)安全
  在倉(cāng)儲(chǔ)、制造等環(huán)境中，激光雷達(dá)防撞系統(tǒng)可保護(hù)工人安全，避免其與叉車(chē)、AGV等移動(dòng)設(shè)備發(fā)生碰撞。

• 航空航天
  盡管應(yīng)用規(guī)模不及汽車(chē)領(lǐng)域，但激光雷達(dá)在飛機(jī)起降、低能見(jiàn)度天氣下的防撞系統(tǒng)中同樣扮演重要角色，安全性要求極高。

未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

激光雷達(dá)技術(shù)仍在快速發(fā)展。汽車(chē)行業(yè)對(duì)自動(dòng)駕駛與安全性需求的不斷提升，正推動(dòng)該技術(shù)持續(xù)迭代。

廠商正致力于開(kāi)發(fā)更小巧、經(jīng)濟(jì)、高效的激光雷達(dá)傳感器，以便更便捷地集成于車(chē)輛中而不影響性能。固態(tài)激光雷達(dá)、MEMS激光雷達(dá)等新興技術(shù)不斷突破，在降低成本的同時(shí)也提升了系統(tǒng)性能。

多傳感器融合是另一重要趨勢(shì)。激光雷達(dá)將與攝像頭、毫米波雷達(dá)、超聲波傳感器協(xié)同工作，構(gòu)建全方位、高冗余的環(huán)境感知系統(tǒng)。

除自動(dòng)駕駛外，激光雷達(dá)在智能交通、智慧城市建設(shè)中也將發(fā)揮更大作用，例如交通流量監(jiān)控、違章檢測(cè)、事故預(yù)警等場(chǎng)景均已開(kāi)始布局。

結(jié)語(yǔ)

總體而言，激光雷達(dá)已成為防撞系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。盡管成本仍需進(jìn)一步優(yōu)化，但其技術(shù)優(yōu)勢(shì)顯著。隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的普及與安全標(biāo)準(zhǔn)的提高，激光雷達(dá)的應(yīng)用將愈發(fā)廣泛。

這不僅是一項(xiàng)技術(shù)課題，更關(guān)乎我們每一個(gè)人的出行安全。激光雷達(dá)能否真正走向普及，最終取決于能否在性能與成本之間取得平衡，使其成為更多人能夠用上、用好的一項(xiàng)安全技術(shù)。