前言

在华为ADS 4.0的发布会上，一条关于固态激光雷达的描述引起了人们注意。

固态激光雷达是ADS 4.0感知系统的重要组成部分，用于描述这一器件的优点的文字篇幅也明显超过了对单一器件应该给于的篇幅，这些优点包括：

1、高精度探测：最小感知精度可达3cm，能够精准检测到下沉台阶、水管、石头等多种障碍物，可识别悬空水管、地锁等隐蔽障碍物，配合舱内激光视觉传感器，能在100km/h 时速下检测儿童玩具等小目标，实现零顿挫刹停，为车辆的安全行驶提供了有力保障。

2、尺寸小巧：其尺寸仅为45×50×44mm，体积约为传统方案的1/3，便于集成安装在车辆上，不会对车辆的空间和外观设计产生过大影响，有利于车辆的整体造型和布局。

3、增强侧向监测：采用“1 主雷达 + 3 固态雷达” 方案强化侧向盲区监测，提升了车辆对侧向环境的感知能力，有助于减少侧向碰撞事故的发生。

4、提升安全冗余：作为全维防碰撞系统CAS 4.0 的一部分，实现了全时速、全方向、全目标、全天候的主动安全能力，与分布式毫米波雷达等传感器协同工作，为车辆提供了全方位的安全防护。

所谓固态激光雷达，是指里面没有旋转的机械扫描装置，所以可以做的更小，更耐久更结实，因为没有太多的精巧结构可以损坏。它和传统机械式激光雷达的区别，可以类比固态硬盘和机械硬盘的差别。

图激光雷达是重要的车载感知器件，图片来自网络

固态雷达确实是比较新的事物，但并非ADS 4.0最先引入。之所以引起业界注意，是因为其应用前景广阔。


关键原理对比

机械式激光雷达需要带动反射镜旋转扫描，靠接收反射光来测定目标的距离、方位和反射强度。

图机械式激光雷达原理图，图片来自网络

每一个反射点信号都是四元组（x,y,z,q）,xyz是三维坐标，q代表反射强度。

激光雷达是可以识别车道线的，即使车道线是用白漆刷在马路上的，在xyz坐标上与路面无异，但是车道线表面的反射强度和路面不一样，所以可以识别车道线。

图车展现场激光雷达点云的实时效果，图片来自网络

 图激光雷达看路面，图片来自网络

Lidar系统通过发射激光束，然后测量激光从发射到被目标反射回来的时间，来计算出目标与 Lidar 设备之间的距离等信息。每次激光脉冲发射和接收的过程，就对应着一个点的测量和生成。由于 Lidar 每秒会发射大量的激光脉冲，所以能快速生成大量的点，这些点共同构成了点云数据，用于描述目标物体或场景的三维信息。例如，一些用于自动驾驶的 Lidar 传感器，每秒可能会发射数十万个激光脉冲，也就意味着每秒能生成数十万个点。

一些常见的机械式激光雷达中，如速腾聚创的Helios系列，其电机转速有300rpm、600rpm和 1200rpm 三档，分别对应 5Hz、10Hz 和 20Hz 的帧率。这意味着电机每旋转一圈，就会扫描一次环境并输出一帧点云数据（一圈就是一帧）。再如奥迪 A8 的4线束激光雷达，其旋转镜由电机驱动，转速约为 700r/min，水平探测范围约 145°，可实现较好的环境感知。

一般来说，电机转速越快，激光雷达的扫描速度就越快，输出点云的速度也越快，能更及时地获取周围环境的信息，对于快速移动的目标或复杂环境的监测更有利。但转速的提升也会受到激光发射和接收模块的性能、数据处理能力以及功耗等因素的限制。