随着道路车辆日益增多,自动驾驶技术已逐渐走出科幻电影,成为现实交通中的重要组成部分。在此背景下,车辆如何有效避开障碍物成为一个至关重要的问题。传统的雷达与摄像头虽具备一定感知能力,但在复杂路况下仍显不足。激光雷达(LiDAR)的出现,为碰撞避免系统注入了新的活力。
从市场规模看,行业预测显示,到2030年全球防撞系统市场规模预计将达到157亿美元,2023年至2030年间的年复合增长率约为11.4%。这一显著增长离不开日益严格的安全法规和消费者对行车安全的高度关注。如今的防撞系统已不再仅是辅助功能,而是能够支持车辆进行半自主乃至全自主决策。这意味着车辆不仅能预警潜在危险,还可主动实施制动、转向等避障操作。传感器技术的进步是推动该系统发展的关键。以往体积庞大、成本高昂的传感器,如今已能够实现精巧设计,并无缝集成至车身各部分。尽管远程雷达与激光雷达系统的成本问题仍然存在,但其巨大的市场潜力正吸引着众多厂商持续投入。

以下几项数据值得关注:
雷达系统在2022年占据43.3%的市场份额,且份额仍在上升,主要得益于其成本下降与车厂普及意愿增强。
基于摄像头的防撞系统因法规强制安装要求,增长尤为迅速,目前多国已立法要求新车必须配备相关功能。
自适应巡航控制系统占据重要比重,该系统依托远、中、近程雷达自动调节车速,在高速公路等场景中极为实用。
值得注意的是,联合国道路安全合作组织2014年的一项研究指出,约90%的交通事故源于人为失误。若技术能有效弥补这一不足,强制配备防撞系统将成为必然趋势。从区域布局来看,欧洲市场处于领先地位,2022年占比超过33%,预计在未来几年仍将保持其优势。
简而言之,激光雷达通过发射激光束来测量距离并构建周围环境的三维地图。车载激光雷达传感器持续发射激光,经物体反射后接收回波,系统通过计算时间差获得精确距离信息,最终生成高精度环境地图。
与雷达和摄像头相比,激光雷达具备以下突出优势:
高分辨率:能生成细节丰富的三维图像,可在更远距离精确检测与跟踪物体,对高速行驶及复杂环境下的自动驾驶车辆尤为重要。
强抗干扰能力:在雨、雾、低光照等恶劣天气条件下,传统摄像头与普通雷达性能可能下降,激光雷达则基本不受影响,仍可提供稳定可靠的数据。
高识别精度:能清晰区分行人、车辆、静止障碍物等不同目标,有助于自动驾驶系统做出更合理的决策与避障动作。
当然,成本仍然是激光雷达大规模推广的主要挑战。但目前相关企业正持续研发,旨在降低制造成本的同时保持高性能。随着技术演进与生产规模扩大,其成本有望逐步下降。
精准物体检测
激光雷达测距精度可达亚厘米级,能识别微小障碍物,并可有效区分静止物体与运动目标,为避障决策提供关键信息。
实时数据更新
激光雷达每秒可采集数千个数据点,实时反馈物体的位置、速度、尺寸与形状,使防撞系统能够根据路况瞬息变化及时响应。
强大深度感知能力
在弱光或恶劣天气下,传统摄像头对距离的判断容易失真,而激光雷达依靠激光束工作,几乎不受这些条件影响,从而保障系统全天气候可靠性。
360°全景覆盖
激光雷达可实现车辆周围无死角监测,消除视觉盲区,显著降低因突然变道或意外障碍物引发碰撞的风险。
汽车行业
自动驾驶车辆高度依赖激光雷达在复杂环境中实现安全导航与精准检测。目前,许多新能源车型及高端汽车已陆续搭载该项技术。
无人机与机器人
无人机借助激光雷达实现自主避障,安全穿梭于建筑群之间;机器人则通过该技术在室内自主移动,广泛应用于配送、清洁等场景。
工业安全
在仓储、制造等环境中,激光雷达防撞系统可保护工人安全,避免其与叉车、AGV等移动设备发生碰撞。
航空航天
尽管应用规模不及汽车领域,但激光雷达在飞机起降、低能见度天气下的防撞系统中同样扮演重要角色,安全性要求极高。
激光雷达技术仍在快速发展。汽车行业对自动驾驶与安全性需求的不断提升,正推动该技术持续迭代。
厂商正致力于开发更小巧、经济、高效的激光雷达传感器,以便更便捷地集成于车辆中而不影响性能。固态激光雷达、MEMS激光雷达等新兴技术不断突破,在降低成本的同时也提升了系统性能。
多传感器融合是另一重要趋势。激光雷达将与摄像头、毫米波雷达、超声波传感器协同工作,构建全方位、高冗余的环境感知系统。
除自动驾驶外,激光雷达在智能交通、智慧城市建设中也将发挥更大作用,例如交通流量监控、违章检测、事故预警等场景均已开始布局。
总体而言,激光雷达已成为防撞系统的核心技术之一。尽管成本仍需进一步优化,但其技术优势显著。随着自动驾驶技术的普及与安全标准的提高,激光雷达的应用将愈发广泛。
这不仅是一项技术课题,更关乎我们每一个人的出行安全。激光雷达能否真正走向普及,最终取决于能否在性能与成本之间取得平衡,使其成为更多人能够用上、用好的一项安全技术。