2025年3月15日，小米汽車在第126集中回應(yīng)網(wǎng)友提問的：車機屏幕上提示我“激光雷達被遮擋”，是什么情況，我該怎么辦？小米表示：近日全國多個省份突發(fā)雨雪天氣，如果您發(fā)現(xiàn)您的車輛中控屏提示“激光雷達遮擋，智駕功能受限”時，可能是因為傳感器有異物/雨雪遮擋，請您使用干凈的棉布輕輕擦拭激光雷達視窗表面，即可恢復(fù)正常。如擦拭后問題依然存在，請您及時聯(lián)系小米汽車服務(wù)中心。值得一提的是，小米汽車高階智駕版本擁有小米自研的激光雷達臟污/遮擋算法，該算法可以有效降低雷達視窗臟污誤報警和功能降級的頻率，進一步提升智駕功能的安全性與穩(wěn)定性。

從這一提問中其實可以看到，激光雷達作為自動駕駛主要的感知硬件，并不能適應(yīng)所有的駕駛場景，也可能會因為異物遮擋而影響功能，為何激光雷達激光雷達在雨雪天氣會有明顯的影響？今天我們就給大家詳細聊一聊激光雷達。

激光雷達是什么？

激光雷達（LiDAR，Light Detection and Ranging）是一種利用激光光束對周圍目標進行探測和測距的主動傳感器，其基本原理類似于傳統(tǒng)雷達，但采用光學(xué)信號代替無線電波進行信息傳遞。激光雷達通過發(fā)射激光脈沖，并測量激光從發(fā)射到遇到物體后反射回來的飛行時間，從而計算出目標的距離。當前，車載激光雷達主要采用飛行時間法（ToF），部分系統(tǒng)正在嘗試調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）技術(shù)，這兩種技術(shù)各有優(yōu)缺點。ToF技術(shù)響應(yīng)速度快、探測精度高等優(yōu)勢，適用于大多數(shù)商業(yè)化應(yīng)用，而FMCW技術(shù)則具有直接獲取目標速度信息和更強抗干擾能力等優(yōu)勢，雖然目前在硬件成本和技術(shù)實現(xiàn)上還存在一定難度，但有望隨著電子元器件性能提升而得到應(yīng)用。

激光雷達一般由發(fā)射模塊、接收模塊、掃描模塊以及控制與處理模塊構(gòu)成。發(fā)射模塊的核心在于激光器，其工作波長通常有905nm和1550nm兩種方案。905nm激光器由于采用硅基探測器、工藝成熟且成本較低，因而在車載激光雷達中得到廣泛應(yīng)用，但受限于安全功率限制，其探測距離相對較短；1550nm激光器在安全性和大氣穿透能力上更具優(yōu)勢，探測距離可達到300米以上，但由于相關(guān)材料成本較高且易受雨霧天氣中液態(tài)水的吸收影響，目前主要在對安全性要求極高的場景中使用。

接收模塊是激光雷達系統(tǒng)中至關(guān)重要的一環(huán)，其主要功能是捕捉反射回來的激光信號，并將其轉(zhuǎn)化為可供處理的電信號。該模塊一般由接收光學(xué)系統(tǒng)、濾光器、探測器及前端放大電路構(gòu)成。目前，激光雷達系統(tǒng)中的探測器技術(shù)主要集中在APD（雪崩光電二極管）和SPAD/SiPM（單光子雪崩二極管/硅光電倍增管）兩大方向。APD技術(shù)成熟、成本較低，但在靈敏度和動態(tài)響應(yīng)方面略顯不足；而SPAD/SiPM技術(shù)雖然在捕捉微弱信號方面有著更好的表現(xiàn)，但對系統(tǒng)整體設(shè)計要求較高。

掃描模塊的作用是使激光束在一定角度范圍內(nèi)進行連續(xù)掃描，以便構(gòu)建出車輛周圍環(huán)境的三維點云圖像�，F(xiàn)階段市場上的掃描方案主要分為機械式、混合固態(tài)和純固態(tài)三種。機械式掃描方案通過電機帶動整個收發(fā)模塊旋轉(zhuǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)360°全景掃描，但其存在體積大、重量重、調(diào)校復(fù)雜、壽命較短等缺點；混合固態(tài)方案則通過將收發(fā)模塊與掃描機構(gòu)解耦，在保持較高掃描速度的同時，降低了體積和成本；而純固態(tài)方案采用基于光學(xué)相控陣或Flash掃描技術(shù)，無需機械運動部件，因此具有高集成度、抗振性強和壽命長等優(yōu)點，雖然這一方案的成本較高，但被普遍認為是未來車載激光雷達的發(fā)展方向。

控制與處理模塊則通過實時對激光雷達采集到的信號進行放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)字信號處理，實現(xiàn)對距離、角度、反射率等多維信息的提取，并將這些數(shù)據(jù)傳遞給上層的智能駕駛決策系統(tǒng)。現(xiàn)階段，多數(shù)系統(tǒng)因FPGA方案可編程性強且易于實現(xiàn)頻繁升級等優(yōu)勢，采用其作為核心控制芯片，但隨著自研SoC技術(shù)的不斷進步，車載激光雷達在降低成本、提升數(shù)據(jù)處理效率方面有望獲得進一步突破。

激光雷達為何不能被遮擋？又有哪些影響因素？

在行駛過程中，雨雪、沙塵暴等惡劣天氣將對激光雷達構(gòu)成直接影響。當雨滴或雪花落在激光雷達視窗上時，會在表面形成一層液態(tài)或固態(tài)的薄膜，這層薄膜不僅阻礙了激光的正常出射和接收，還會導(dǎo)致部分激光信號在傳播過程中發(fā)生散射、衍射甚至吸收，從而使反射回來的信號強度明顯下降，系統(tǒng)在檢測到這種信號衰減后便會提示傳感器被遮擋。車輛在行駛過程中還容易受到泥沙、塵埃、樹葉等異物的污染，這些污染物附著在激光雷達保護窗上，會進一步降低光學(xué)透過率，并引起額外的反射信號，干擾系統(tǒng)對真實環(huán)境的判斷。

此外，環(huán)境中的強光干擾、背景噪聲以及其他不穩(wěn)定因素也會對激光雷達的探測性能產(chǎn)生影響，尤其是在高反射率或低反射率目標物上，這些干擾因素容易使得系統(tǒng)對回波信號的捕捉出現(xiàn)誤差，從而引發(fā)誤報警除了外部環(huán)境因素，激光雷達內(nèi)部機械結(jié)構(gòu)的校準誤差也是影響因素之一。采用機械或混合固態(tài)掃描方案的激光雷達，其內(nèi)部運動部件在長期工作后可能會出現(xiàn)磨損、震動引起的偏差或校準不準等問題，導(dǎo)致激光束發(fā)射角度發(fā)生偏移，從而在部分掃描區(qū)域出現(xiàn)重疊或遺漏，進而被系統(tǒng)識別為遮擋現(xiàn)象。

激光雷達被很多車企當作主要的感知硬件，其數(shù)據(jù)采集的準確性將直接決定車輛對環(huán)境的感知能力和決策反應(yīng)速度。一旦激光雷達數(shù)據(jù)因遮擋而出現(xiàn)異常，系統(tǒng)不僅會面臨探測范圍和精度下降的問題，而且多傳感器數(shù)據(jù)融合時可能會因輸入數(shù)據(jù)不一致而產(chǎn)生更大誤差，從而影響車輛對障礙物、行人和車道線的識別和判斷。為確保行車安全，在檢測到激光雷達數(shù)據(jù)異常時，部分智能駕駛系統(tǒng)會主動降低或關(guān)閉部分自動駕駛功能，迫使車輛切換至較低級別的駕駛輔助模式，這在一定程度上保障了安全，但同時也削弱了車輛的自動化水平和駕駛體驗。尤其在緊急情況下，若系統(tǒng)對環(huán)境信息的響應(yīng)速度下降，將直接影響車輛采取有效避讓措施的能力，增加安全隱患。小米汽車就在其高階智駕系統(tǒng)中引入了自主研發(fā)的激光雷達臟污/遮擋算法，旨在通過軟件層面的改進降低因遮擋或臟污引發(fā)的誤報警率，并在一定程度上補償由環(huán)境干擾帶來的數(shù)據(jù)衰減。

激光雷達未來將如何發(fā)展？

很多車企都曾宣傳基于純視覺的感知方案，但由于純視覺的感知方案對決策系統(tǒng)的要求較高，這些車企又都無法完全拋棄激光雷達，激光雷達短期內(nèi)或無法完全被替代。隨著技術(shù)的改進，激光雷達將朝著固態(tài)技術(shù)和高集成化設(shè)計等方向不斷邁進。傳統(tǒng)的機械掃描方案雖然成熟，但存在體積大、壽命短以及易受振動影響等缺點，因此正逐步被固態(tài)激光雷達所替代。

固態(tài)方案通過采用光學(xué)相控陣或Flash掃描技術(shù)，無需機械運動部件，在提高抗振性和使用壽命的同時，也能實現(xiàn)更高的系統(tǒng)集成度和更低的制造成本。新型光學(xué)材料和自清潔涂層技術(shù)的研發(fā)，也將從根本上改善激光雷達視窗的光學(xué)透過率，降低因臟污、劃痕或環(huán)境侵蝕所引起的信號衰減問題。雖然目前車載激光雷達主流仍以ToF技術(shù)為基礎(chǔ)，但FMCW技術(shù)憑借其獨特的抗干擾能力和可直接獲取目標速度信息的優(yōu)勢，也正逐步進入研發(fā)階段，未來有望成為高性能激光雷達的另一選擇。

激光雷達遮擋問題或許反映了當前技術(shù)在應(yīng)對復(fù)雜外部環(huán)境時的局限性，但也為行業(yè)技術(shù)革新提供了重要契機。未來，隨著新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)和多傳感器融合技術(shù)的日益成熟，激光雷達系統(tǒng)必將實現(xiàn)更加精準和穩(wěn)定的環(huán)境感知，為實現(xiàn)更高級別的自動駕駛提供強有力的技術(shù)保障。

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       原文標題 : 激光雷達技術(shù)原理解析