假如激光雷达欺骗了你

作者｜董楠
邮箱｜dongnan@pingwest.com

来源｜品驾（Ping-Drive）

未来的某一天，自动驾驶已经普及，大街上跑着各种各样的自动驾驶汽车，人们在车里睡觉

突然，一辆车上搭载的激光雷达错误接收了本不属于它的信号，进而产生了一系列误判，一瞬间道路上飞速行驶的机器们陷入混乱

这个有点赛博朋克的场景，在今天似乎还很难让人感同身受，但事实上，在一些自动驾驶车辆集中的测试区域，这样的状况已经出现

据一家研究自动驾驶的高管介绍，他们在亦庄布置了不少自动驾驶测试车队，这些测试装载了激光雷达，也装载了毫米波雷达，做到了我们想象中的单车智能上的足够的设备和安全冗余，但就是有一次实际测试过程中，一个激光雷达出现了从未遇到的失灵后来查明原因是测试环境中设备太多，产生了干扰，导致一些传感器直接趴窝了

这种机器彼此影响而带来隐患的情景，看起来十分科幻，但它背后的问题十分现实：如果搭载激光雷达的自动驾驶车辆大规模上路，那么他们彼此之间是否会形成互相干扰？这种干扰，会成为影响自动驾驶安全的隐患吗？

今年是激光雷达上车元年，量产车上，包括蔚来小鹏长城等都宣布搭载激光雷达的量产车将上市

蔚来ET7将搭载Innovusion超远距高精度激光雷达，小鹏汽车将搭载Livox激光雷达，长城将搭载ibeoNEXT激光雷达




大家都在抢谁会率先将量产激光雷达车型落地，这似乎也让我们感觉距离L3L4辅助驾驶时代已经越来越近了

与此同时，我们也不得不承认，汽车驾驶时代，已经不是手握方向盘脚踩刹车，由驾驶员掌握安全的传统时代了，人机共驾，或者说，人类驾驶的除了汽车本身，还是由一行行代码，承载着中央处理器，搭载着大量传感器和芯片，并进行着大量复杂运算，机器正在悄然掌控着人机共驾的新驾驶时代

如果说，科技正在创造新的驾乘体验，那么，科技是否也会产生新的问题？

在品玩/品驾询问了一圈准备搭载激光雷达的主机厂OEM和Tier1供应商时，几乎无一例外的回答，干扰是会存在的

我们试图从几个角度来回答：

首先，从技术角度来看，激光雷达之间的干扰是如何产生的？

其次，激光雷达干扰的问题会在什么样的环境下形成，目前如何解决？

最后，自动驾驶时代，究竟应该如何定义安全？

关于激光雷达的干扰，Cepton（赛瞳科技）激光雷达创始人裴军为品玩/品驾举了个例子：毫米波雷达发射电磁波，然后接收电磁波，来探测前面物体的距离和速度，这个过程中就会有干扰

如果前面有一辆车也发射了毫米波雷达，跟你的波段是一样的，就串扰了裴军说而激光雷达和毫米波雷达的工作原理类似

首先需要科普一下激光雷达的工作原理

目前，车载激光雷达主要有两种技术路线：FMCW（调频连续波）激光雷达和TOF（飞行时间）激光雷达TOF激光雷达目前是主流，比如，为宝马提供L3级自动驾驶量产激光雷达的Innoviz，采用的就是基于TOF的MEMS方案

能够产生干扰的也是TOF激光雷达，它在接收来自其它激光雷达的脉冲时可能会产生干扰还有一种虽然发生概率小，但仍然有可能发生的情况：A的激光照射到物体上，再放射到B的接收器，激光照到物体上的反射是漫反射，这种漫反射有可能造成B无法识别是否是自己的激光雷达发出的激光束

目前的解决方式是引入编码技术，将传输信号分割成多个脉冲，或者按照时间序列号去做识别，与我们手机接收验证码的原理相似，这是普遍的做法

裴军说，FMCW激光雷达的方法，用调制波的方法各自调制，最后可以抗干扰，但是，FMCW激光雷达技术虽然在消除干扰提高远程性能方面具有优势，但是成本较高，所以一直没有被普遍应用

尽管解决方案一致，但是在搭载激光雷达的车辆没有大规模上路时，发生干扰的情境及概率，目前还是在预测中，工程师们还无法预见待数以百计搭载激光雷达的车辆上路，马路上是密密麻麻的激光雷达时，究竟会怎样？

技术的发展终究是随着场景的复杂化而逐渐发展的

关于激光雷达互相干扰如何发生，分为几种情况

威尔森智能网联应用中心总设计师竺大炜分析，具体分为两种情况：同品牌安装激光雷达存在干扰，以及不同品牌车型间的干扰

其中不同品牌车型的干扰，也分为两种，有意干扰和无意干扰

竺大炜说，上述问题在理论上存在，但是在现实中还没有成为问题，因为目前并没有搭载激光雷达的量产车大规模上路

这也是为什么很多车企在谈起干扰问题时，承认其普遍存在并认为能够被容易解决的原因

但是，自动驾驶是会在不同场景中逐步落地的

目前很多车企都先从自主泊车功能入手，因为场景单一，行驶速度低，相对来说更好实现

在自主泊车功能下，车辆可以在封闭的停车场环境中自己找到停车的位置，而无需驾驶人员在车内控制那么封闭的停车场可能就是最早出现干扰的环境之一因为它具备了大量配装激光雷达的自动驾驶车辆聚集的条件，当自动泊车被广泛使用，车辆之间的激光束形成干扰


当然，竺大炜也称，这种低速场景下的封闭环境所产生的干扰问题，对安全方面的影响还比较小，同时，也倒逼车企从技术层面解决这个问题，比如，在低速场景下采用纯视觉方案等

研发了4D雷达雷达激光模拟器的德国技术公司罗德与施瓦茨，在其测试系统中也考虑到激光雷达的干扰因素据其产品研发人员向品玩/品驾介绍，雷达在设计阶段以及各个测试阶段，再到最后装车阶段，对频率带宽信号工作的模式等都是有相应指标严格要求的，在之后的整车验证阶段也有相应标准，其测试系统也会对电磁兼容的测试进行验证

那么，另一种情况有意干扰，虽然发生的概率低，但是一旦出现，杀伤力极强

今年欧洲杯，英格兰队坐镇伦敦温布利球场对阵丹麦队的那场比赛，在加时赛英格兰罚进关键点球时，有现场球迷用激光笔照射丹麦门将，并一度照射到其眼睛上最终英格兰球队点球成功，这场决定成败的点球到底有没有激光笔干扰的原因，最终组委会并没有给予解释，但是英格兰球队却因此留下了胜之不武的名声


不妨开个脑洞，如果有神秘黑客组织，使用大型激光笔干扰正在行驶的自动驾驶车辆，那后果会怎样？

一定不堪设想

虽然黑客攻击汽车，造成交通大面积瘫痪的场景只在电影里见过也正因为它带来的安全隐患巨大，零跑负责自动驾驶测试的人员说，解决传感器干扰问题会是一个十分复杂的问题这其中不乏不可预测的场景太多，涉及到的除了技术层面的功能安全问题，也面对着很多难以预知的风险

再完美的解决方案，对还没发生的意外情况的预知终究是有限的

近几年来，辅助驾驶致死事故增加，也是在提醒我们，技术还没有做到百分百安全

如竺大炜说，如何让车主感受到自己在安全的环境中，是自动驾驶时代一个很重要的课题

现在车辆失控，人还理解，但是以后车辆失控可能会无法理解，会引起恐慌竺大炜说

根据北京市自动驾驶车辆道路测试报告统计，国内自动驾驶汽车所采用的激光雷达品牌，71%是国产的，线数多为40线以下

目前，在北京测试的测试主体采用的都是激光雷达+毫米波雷达+超声波雷达+摄像头的感知方案，这种方案能够感知各种环境和照明条件，形成相互补充

为了达到成本与安全的最佳平衡，不同品牌都在慎重选择自己的感知方案

但是，在实际的应用场景中，对于驾乘者来说，除了颠覆性的驾乘体验，那些隐藏在硬件感知算法背后的安全感，究竟该如何得到？

当各种感知方案出现，驾乘人员如何知道自己正在使用哪种方案，以及它的安全性？

激光雷达被认为是精度最高的传感器方案，最高精度的硬件，最终是否能带来绝对的安全？

或者说，如果真的事故来临，车内的驾乘人员会知道究竟发生了什么吗？

激光雷达干扰问题只是一个缩影，它是在对我们在未来自动驾驶时代真正来临时的一个预警，也是为科技公司主机厂以及整个法律法规环境提一个醒：当科技进步推动着汽车进入一个新的时代进程的时候，安全究竟该如何定义？









· 文章版权归品驾/品玩所有，未经授权不得转载

· 发送关键词 转载合作招聘 到品玩微信公众号，获得相应信息

· 您亦可在微博知乎今日头条百家号上关注我们

    关注 PingWest中文网