【有車以後 技術】時間回到2021年年初的NIO DAY 2020，蔚來首款中大型純電轎車——ET7首發亮相。而最矚目，同時也最具爭議的設計，自然是ET7車頂的“瞭望塔”式鐳射雷達以及“小牛角”。

而僅過去一年有餘，2022年鐳射雷達便紛紛上車，車頂的“瞭望塔”也成為當下蔚來新車的標誌性設計之一。作為首批搭載鐳射雷達的車型，蔚來ET7的鐳射雷達揹負著沉重的額使命，其實力自然也不容小覷。資料顯示，截止近日，蔚來使用者使用NIO PILOT輔助駕駛行駛的總里程已經達到4。4億公里，其中使用領航輔助NOP的使用者累計里程已達1。67億公里。今天就讓我們一起來深入研究一番，看看蔚來ET7的鐳射雷達究竟有多牛？

什麼是鐳射雷達？

在探索蔚來ET7的鐳射雷達之前，我們不妨先來看一下什麼是鐳射雷達。如今智慧電動汽車上搭載的鐳射雷達，多為LiDAR（Light Detection And Ranging），它包括一個單束窄帶鐳射器和一個接收系統。鐳射器產生併發射一束光脈衝，打在物體上並反射回來，最終被接收器所接收。接收器透過測量光脈衝從發射到被反射回的傳播時間，計算出車輛與反射物之間的距離。

鐳射雷達發射並接受若干光脈衝，透過計算自身與周圍障礙物之間的距離，輸出三維空間資料。

為什麼要選擇鐳射雷達？

先說結論：鐳射雷達能讓整車感知能力實現質的飛躍 ，對於提升自動駕駛/自動輔助駕駛的安全性具有極大價值。

在目前的自動駕駛感知方案中，攝像頭與毫米波雷達的組合較為成熟，中高階車型已經普遍配裝。不過在當前技術條件下，攝像頭+毫米波雷達的方案在面對強光、隧道逆光、黑夜、未經演算法訓練的物體等場景下難以可靠識別障礙物。

此外，目前攝像頭、甚至多目攝像頭，配合視覺演算法，依然較難提供自動駕駛感知層面至關重要的深度資訊，目標物體越遠，深度資訊精度越低。

而鐳射雷達透過收集反射光脈衝，輸出三維空間資料，併為視覺感測器提供可靠的深度資訊，整體感測器達到互為冗餘，達到整車感知的升維，提升感知的可靠性。車輛可有效識別路面凸起、井蓋缺失、拋灑物、大型靜止障礙物等目前攝像頭難以識別的目標。

比如在隧道行駛即將駛出時，攝像頭的世界裡，隧道的盡頭是白光，較強的對比度無論是人眼還是攝像頭都已經無法清晰辨別物體，進而存在識別偏差的可能。而鐳射雷達則完全不存在這個問題，隧道里和隧道盡頭的所有物體都能清晰地展現在鐳射雷達裡，安全性大大提升。

又比如公路上飄動的塑膠袋，對於人眼來說可以輕易識別，對行車幾乎無影響，然而對於攝像頭而言，它很難判斷那是一個塑膠袋還是一塊石頭或者是其它什麼物體，然後就做出相應動作，進而有可能產生其他不必要的危險。而鐳射雷達由於具備3D能力，因此在距離很遠的地方就能夠判斷出它是一個很輕很薄的物體，對行車幾乎無影響，甚至可以直接識別那是一個塑膠袋。

Aquila蔚來超感系統為ET7賦能

蔚來ET7搭載Aquila蔚來超感系統，配備33個高效能感知硬體，除了車頂的1個超遠距高精度鐳射雷達外，還配有7個800萬畫素高畫質攝像頭、4個300萬畫素高感光環視專用攝像頭、1個增強主駕感知、5個毫米波雷達、12個超聲波感測器、2個高精度定位單元和V2X車路協同系統。

而蔚來ET7搭載的超遠距高精度鐳射雷達則來自Innovusion，最遠探測距離達500米，10%反射率下探測距離達250米，擁有120°超廣水平視角和0。06°*0。06°超高解析度，同時是全球首款實現大規模量產的1550nm鐳射雷達。而據蔚來介紹，這顆鐳射雷達有以下幾個亮點。

波長1550nm：看得更清更遠，不傷眼

提起鐳射，想必很多人第一時間想到的一定是鐳射不能直射眼睛，否則會產生不可逆的損傷。通常人眼可見光波長範圍為380nm～760nm，而1550nm鐳射則遠超人眼識別範圍，因此無法在人眼視網膜上聚焦成點，且在透過眼球的過程中大部分都會被水吸收，因此幾乎不會對人眼造成傷害。也正是如此，具有更好人眼安全性的1550nm鐳射雷達可允許輸出更高功率，實現更遠探測距離。

此外，1550nm波長鐳射抗干擾能力強、光束準直度更好、光源亮度高，這幾個優點也讓鐳射的發射和接收更高效，可以實現更精細的物體識別。

看得遠：可更早發現障礙物

蔚來ET7鐳射雷達最遠探測距離可達500米，而在10%反射率標準下的探測距離，可達250米，處於行業領先地位。

新的《道路交通安全違法行為記分管理辦法》已於2022年4月1日正式實行，其中有一條新規引起廣泛關注，即在高速或者城市快速路上，超速20%以內不扣分。因此，在車流密度允許的情況下，部分高速公路將出現車速達140km/h的車輛。

更快的車速要求車輛具備更遠的探測距離：當前方出現危險物體，車輛需要緊急剎停時，車速越高需要的剎停距離越長。因此更長的探測距離，有助於在高速行駛時，更早地發現險情，更早地採取制動，避免事故傷害。

看得清：“定睛凝視”成就影象級鐳射雷達

要知道，鐳射雷達工作原理的本質在於光脈衝打在物體上所反射回來的點陣列，結合演算法判斷物體種類和狀態，隨後進行相應的動作判斷。而隨著物體距離鐳射雷達距離的拉大，點陣列的識別和演算法就顯得愈發重要。舉個例子，距離200米開外的物體，每0。01°的角解析度變化，相鄰的兩個點距離約在3。5cm。以0。1°角解析度的鐳射雷達為例，其接收到的相鄰兩點間隔35cm，對於行人、腳踏車、摩托車這樣的目標物體，點雲過於稀疏，對於演算法挑戰極大。

為了解決這一問題，蔚來ET7的鐳射雷達具備“定睛凝視”功能，可在行車關鍵視野區域產生角解析度高達0。06°*0。06°的高密度點雲，將該區域的目標看得更清晰。ET7鐳射雷達的定睛凝視功能範圍為25°H（橫向）*9。6°V（縱向）。在前方50m處，該區域覆蓋範圍：橫向覆蓋達10條車道，縱向覆蓋大於一層樓高度，可充分覆蓋前方行車區域。

值得一提的是，蔚來ET7鐳射雷達“定睛凝視”區域策略性選擇加密關鍵區域，而非全域性鋪滿點，可根據需要隨時讓任意區域解析度高起來。避免佔用不必要的計算資源，增加功耗、頻寬等，提升資料利用的有效性，減輕演算法壓力，更利於整車感知系統執行，真正實現“把“點”用在刀刃上”。

看得穩：感知更精確，行車更安全

這裡要先介紹一個專業詞彙：POD，即探測機率Probability of Dectection，一般為超過連續100幀發射的鐳射束數量（即理論點數量）與被探測到的鐳射束數量（即有效點數量）的比值。POD體現出鐳射雷達接收返回點數的能力和穩定性，是反應鐳射雷達效能的一項重要指標。

那麼蔚來的POD表現如何呢？資料顯示，感知250m處10%反射率物體的探測機率超過90%，行業領先。而更高的POD，意味著可以讓車輛更清晰明確地感知到目標物體，減輕演算法壓力，實現更遠的有效感知距離，提升自動駕駛系統整體的安全性。

Design for AD：科技與美的完美融合

正如文章開頭所說，蔚來ET7車頂瞭望塔設計在釋出之初引發了不小的爭議，雖然它的位置保證了感測器開闊的視野，但也對整車造型以及空氣動力學效能提出了更高的挑戰。工程團隊與設計團隊反覆試驗和打磨，充分考慮了空氣動力學（風阻）、整車安全、熱管理、防水、空間等多個環節，對殼體線型及圓角進行大量模擬分析及最佳化驗證，尋找最優引數，給使用者提供更好的感官體驗。

最終，瞭望塔式造型與原始方案（無LiDAR）相比，風噪僅增加0。8db，風阻係數僅增加0。002，最終創造 0。208超低風阻係數，位列全球量產車風阻係數前二。而剛剛釋出的蔚來ES7，“瞭望塔”結構進一步最佳化，對於設計的影響更小，我們也期待蔚來在未來能夠有新的突破，讓科技和美能夠更好地融合。