头顶一个大包，汽车激光雷达一定要这么丑吗？

本文来自微信公众号：autocarweekly （ID：autocarweekly），作者：七号-宋，头图来自：视觉中国

这年头，哪款车要有激光雷达，绝对是最靓的仔。

你可能会说：“那还不是物以稀为贵。”

还真不是。相比华而不实的穿搭奢侈品，它实打实升级了汽车的驾驶能力。我们喜欢把雷达比作人眼，拿现在最常使用的毫米波雷达对比，激光雷达如果是2.0视力，毫米波雷达就是0.5视力。你看激光雷达和毫米波雷达的成像对比，是不是前者看得更清？

可虽然好东西要放在最醒目的地方，但谁喜欢头上叮个包呀。你看苹果手机的刘海屏，割裂的屏幕即便功能再强大，心里依然是个疙瘩。所以最近发布的理想L9，还有去年发布的蔚来ET7、智己L7被网友们争议也就不奇怪了。

激光雷达一定要放在车顶吗？

其实激光雷达没有强制要求放在车顶。比如小鹏P5、极狐阿尔法S华为HI版，都选择将激光雷达放在前保险杠上。

从激光雷达属性判断，它们都属于固态激光雷达（另一种是机械式激光雷达）。

固态激光雷达不能转动，探测角度通常只有120°，所以位置一定要均匀。小鹏P5是两颗激光雷达，因此选择放在两侧。极狐阿尔法S华为HI版则是三颗激光雷达，前保险杠左中右各有一颗。

所以明明可以放在车头，部分车企们还是选择头上顶一个包，这是他们自找“争议点”吗？

到底是自找，还是有何玄机，我们也不要着急下结论。

这个事，其实要看车企怎么权衡。

从单颗激光雷达探测的需求看，放在车顶是行业常见选择。

下图红框是激光雷达的常见布局方式，蔚来ET7、理想L9采用的是将激光雷达布置于车顶前沿中间。又或者Waymo测试车头顶的那颗Honeycomb机械式激光雷达，因为要满足360°旋转，安装在车顶同样是最合适的。

为什么行业一般是这么选择，首要原因是避免增加维修成本。

Velodyne最初为谷歌无人小车提供的64线激光雷达价格高达8万美元。小鹏P5采用的固态激光雷达HAP，因为是大疆旗下的Livox览沃基于Horiz系列产品升级而来，HAP单价总算被压低到几千元人民币，但碰一下还是钱包滴血。

如果放在最容易发生碰撞的车头，恐怕驾驶员心态和驾驶技术要好好磨练才行

将激光雷达放置在高处，对防遮挡也有好处。

从工作原理看，激光雷达和毫米波雷达原理相似，都是利用回波成像来构显被探测物体的，就相当于人类用双眼探知而蝙蝠是依靠超声波探知的区别。

如果放在较低的位置，要注意不要被污泥等遮挡。

激光雷达传感方法是采用脉冲激光形式的光，通过分析返回信号的飞行时间(ToF)来测量范围的

为了避免污泥的影响，RoboSense在去年CES展示的M1激光雷达，就设计了自动清洗功能。但现在市面上搭载激光雷达的车型，还没有配备这项功能。

此外，激光雷达位置较高，也能有助于提高探测效果。

激光雷达在探测时，测量最大值是十分重要的参数，它能帮助我们尽早预判。俗话说站得高看得远，现在量产的激光雷达探测距离最远一般在100米~150米（针对10%反射率目标物），位置稍高一些，更有利于长探测距离的实现。

说到参数，激光雷达的垂直方向的探测也很关键。比如SCALA Gen.1（2017年第一代产品），由于垂直方向视场角小，只能看到较低的位置（见下图红色）。所以位置高，还能弥补一些激光雷达垂直方向测试宽度不足的问题。

当然，也不是必须要用抬高位置来解决，SCALA Gen.2（2021年第二代产品）就将垂直方向的视角提高了3倍，但显然需要花费更多心力和时间才行，你看这两个产品的时间跨度就长达4年。

最后就是行人保护的原因了。

近日，李想评论集度SIMUCar设计就很有意思，他认为激光雷达不适合放在发动机盖上，因为这种模式没法通过最新的行人碰撞法规。确实如此，受行人保护法规影响，即便拉风如跳灯、立标，还不是乖乖退出历史舞台。

只是很有意思，李想认为集度SIMUCar的激光雷达会布置在保险杠和翼子板上。但为何自家的理想L9不这么干呢？当然这里可能是语境的原因，咱们也没必要抠字眼。加上如上所说，放在车顶也有其他好处。

而且最佳的行人保护设计，也不是将激光雷达放在保险杠和翼子板上。这是因为车头适当做软能有效避免伤害行人腿部，如果将激光雷达放在车头，显然要增加刚性才行，两个要求相悖。

其实为了保护行人，现在还有一项“行人保护腿型试验”，这个长条状的实验块，甚至可以模拟出膝盖十字韧带断裂的情况。喜欢看NBA的朋友肯定知道，神射手、防守大闸克莱·汤普森就是因为这种伤导致两年没能打上球，复出后运动能力严重衰退。

这项试验的主标准（《GB24550-XXXX汽车对行人的碰撞保护标准》）还将在2024年7月1日成为强制性国家标准。车企最忌讳的是技术大幅调整，所以与其到时候改，还不如一开始就固定一种模式。

激光雷达为什么不设计在挡风玻璃处？

必须承认，激光雷达放在车顶，既影响颜值，还会增加风阻。车顶方案虽然能从工程原理上说服大家，但这种“直男思维”还是让大家有些不舒服。

这就像你给女朋友讲道理，问题是：道理她能听懂，但肯定还会说你不懂她。

不要急。

怎么调和这个问题，确实还有一个思路，那就是把激光雷达集成在挡风玻璃上。如此既能符合技术需求，颜值又高。你看，特斯拉就是将三目摄像头安装于挡风玻璃后。所以干脆把摄像头换成激光雷达不就好了嘛。

这个集成摄像头包括前视宽视野、主视野、窄视摄像头

苹果公司于2020年3月提交了一份关于车载激光雷达设备的专利申请，该设备设计用于安装在车辆挡风玻璃后面，可为自动驾驶汽车提供实时3D视觉。

不过这项技术并不能如此简单地完成移植。

上文中，我们提到了激光雷达是向外发射激光束层，接收反射回的波成像，相比于摄像头，曲面结构的挡风玻璃会造成激光雷达电磁波信号衰减。而且国标GB 9656-2016《汽车安全玻璃》规定下的挡风玻璃透光率只是不低于70%，并不是符合激光雷达需求的高透光玻璃（透光率要求90%以上）。

要解决这个问题，就需要光学等级的特制挡风玻璃。它具有可控的折射，可以用于传感器应用，以避免信号衰减。

我们且忽略一些关于苹果公司解散造车团队的传言，就按照透露的确保实现2025 年之前批量生产的目标来看，按这个进度来说，苹果的首款车型能否使用激光雷达、激光雷达是否能采用专利所述方案，我认为有很大困难。

不过苹果正在加快该项目的工作，目标是造出一辆具有完全自动驾驶功能的电动汽车，但如果没有激光雷达加持会有很大困难。苹果也自知独自完成难度大，找到的合作方是欧洲公司XenomatiX与挡风玻璃制造商AGC。未来如何发展，我们会持续关注。

总结

从毫米波雷达到激光雷达，汽车技术提升众望所归。但在具体实现方式上，现在还有很多值得讨论的地方。现有的情况看，激光雷达放在车顶是性价比最高的方案，虽然它不够美，还需要优化车顶设计，尽量降低风阻。

当然，或许未来这套方案也会逐渐被替代，只是一块特制的挡风玻璃可不便宜，如果能实现大批量量产还好，否则价格恐怕很高。

本文来自微信公众号：autocarweekly （ID：autocarweekly），作者：七号-宋