手機攝像頭拍車載激光雷達,傳感器直接被燒出綠線。
▲點擊圖片查看視頻
在最近流傳的一段視頻中,畫面在靠近蔚來 ES7 車頂的激光雷達後開始出現異樣,最終在畫面上留下了一橫一豎兩條直線。
這是典型的相機 CMOS 傳感器被激光燒壞的表現。
當下激光雷達上車已不是什麼新鮮事,車企也樂于将激光雷達當作輔助駕駛領域的核心賣點,在諸如小鵬、極狐等等「新勢力」車型上,激光雷達甚至不止一顆。
盡管你未曾察覺,但迎面駛來的汽車,可能正在用激光雷達對你「掃射」。
這也引申出一個更重要的問題:
車載激光雷達,對人眼到底有沒有影響?
畢竟 CMOS 壞了可以再換,我們的眼睛可就這一對。
激光雷達,我瞅你咋滴?
先上省流結論:正常情況下,車載激光雷達不會對人眼有害。
國際電工委員會标準(IEC 60825-1)将激光産品分為七個等級:
1 類、1M 類、2 類、2M 類、3R 類、3B 類、4 類
數字越大意味着功率越高,也意味着更容易傷害人眼。
1 類激光指「在任何條件下,眼睛都不會受到有危害的光學輻射」,而 3 類激光及以上的類别,在直視激光光束時會對眼睛造成危害,4 類激光可用于切割等機械加工,使用不慎可引起火災。
常見的激光産品有很多種,除了車載激光雷達之外,還有諸如:
iPhone 上的 LiDAR
掃地機等家電産品
路上能見到施工隊使用的激光測距儀
激光武器(不是)
▲從 iPhone 12 Pro 開始,「Pro」版 iPhone 都搭載了一顆激光雷達
激光産品早已覆蓋我們的日常生活,被激光照射,其實并不是什麼稀罕事。而上面列舉的激光産品除了激光測距儀與激光武器之外,都為 1 類激光産品。
目前已經上車的車載激光雷達,也屬于 1 類激光範疇,無論是蔚來選用的圖達通獵鷹,還是理想選用的禾賽 AT128,都處于這一行列——這也意味着你可以安心出門,不用擔心自己寶貴的眼睛會出什麼事了。
但不同的車載激光雷達,在波段上依然有分别,不同的波段對人眼的影響也并不相同。
目前常見的車載激光雷達分為 905nm 和 1550nm 兩個波段。
1550nm 波段距離可見光光譜更遠,同時大部分光會在到達視網膜之前被眼球的晶狀體與角膜吸收,這一高安全阈值的存在讓車企可以進一步拉高功率,以求獲得更好的識别效果。
而 905nm 波段的激光距離可見光光譜更近,也不易被吸收,激光将聚焦在視網膜上。受此影響,905nm 波段的激光雷達對功率的限制更加嚴格,以符合人眼安全的要求。
▲不少新勢力青睐的禾賽 AT128
當然,抛開劑量談毒性就是扯淡。隻要在符合标準的低功率條件下,無論是 905nm 還是 1550nm,對于人眼來說都有足夠的安全性,幾乎不可能對人眼造成什麼實質性損傷。
畢竟車企可不傻,如果真對人體明顯有害,先不說與激光雷達上車的「安全」宗旨南轅北轍,光是這其中背負的社會責任與輿論壓力就會讓車企望而卻步,更别說大規模裝配了。
保護我方攝像頭
請放心,隻要激光雷達仍處于 1 類激光範疇内,盯着「帶犄角的車」并不會燒壞你的眼睛。
但各類鏡頭 CMOS 可就不這麼想了。
如果你上網搜索被激光打壞的 CMOS 案例,相關的慘案比比皆是。在索尼官網的幫助指南中也有以下的警告:
請勿将鏡頭直接暴露在激光束等光束下。這樣會損壞圖像傳感器,導緻出現故障。
CMOS 傳感器對光的波段更加敏感,或者換句話說,「是它太強了」,讓它能看見「不該看見的東西」。而與人眼不同,CMOS 并沒有能夠吸收激光的能力,這也讓 CMOS 更容易被高能量的激光射出壞點。
▲ CMOS&CCD:什麼光我沒見過?
在開頭的案例中,攝像頭面對的是一台蔚來 ES7,車頂是一顆 1550nm 波段的圖達通獵鷹激光雷達。1550nm 激光雷達的功率通常更高,也就更有可能對近處的攝像頭「發起攻擊」。最終,CMOS 在這場搏鬥中傷痕累累,留下了不可滅的永久印記。
不過,我們不妨小小展開設想一下,既然車載激光雷達有燒壞攝像頭的可能性,那如果「一不小心」照射到了路面的監控攝像頭,那豈不是……
想要讓自己的愛車化身移動電子戰武器,與路面上的 CMOS 幹一仗,你需要:
距離要足夠近,讓 CMOS 接收到足夠的能量;
不能有各種物體的遮擋。
這麼看下來,車頂車載激光雷達燒壞攝像頭的條件還是比較苛刻的。而路面的監控攝像頭距離通常較遠,被激光雷達燒壞的概率很低,寄希望于車載激光雷達與監控攝像頭硬剛的朋友們,還是老實遵守交通規則吧。
不過,并不是所有的車載激光雷達都采用瞭望塔布局,安放在車頂,也并不是所有的攝像頭距離都很遠。
小鵬就習慣将激光雷達安裝在車頭兩端,車燈下沿的位置,在面對讀取車牌的道閘攝像頭确實有近距離接觸的可能性。
目前并沒有大規模的報道出現,不過如果攝像頭常常被激光燒壞,相信利益相關方早就炸鍋了。
但在特殊條件下,激光雷達确實存在損害 CMOS 攝像頭的可能,盡管這種可能性很小。
下次你想拍激光雷達細節的時候,最好還是留意一下車輛的啟動狀态,免得拍車不成反「蝕」CMOS 了。
激光雷達,該選嗎?怎麼選?
說回激光雷達本身。
905nm 與 1550nm,這兩種波長的車載激光雷達是目前最為常見的選擇。但兩者怎麼選,無論對于車企,還是對于消費者來說,都是個好問題。
大體來說,這是一道關于錢的算術題。
正如前文提到的,因為距離可見光光譜更遠,1550nm 波長的激光雷達對人眼更加安全,也就可以将功率開得更高,換來的結果便是探測距離提升、光斑質量更高、透霧性能也更好,從而提供更充實的信息。
而信息的多少,直接決定了輔助駕駛系統最終能否做出正确的判斷。
總而言之,天花闆上限更高了。
但誠如某汽車品牌廣告詞「至理金句」一般:「好」大概率就是「貴」。
受限于半導體工藝,目前的 1550nm 激光雷達均使用光纖激光器,同時對接收器也有更高的要求,在成本上要高于 905nm,成本的提升最終也會反饋在售價上,真正為激光雷達買單的「富哥」,還是終端的車主們。
相比之下,905nm 也并不是一無是處。
比較便宜當然是 905nm 激光雷達的一大優良品質,此外,正因為功率相較 1550nm 更低,905nm 的工作溫度、能耗表現都更加優秀。
這也讓 905nm 激光雷達在市場上擁有更大的下沉潛力,有機會普及到更多的車型上。
另外,905nm 激光雷達的「身材」也更加嬌小,也就更有機會完美融入到車身設計之中,規避「頭上有犄角」的突兀設計。
盡管馬斯克堅決與激光雷達路線的輔助駕駛撇清界限,特斯拉的純視覺輔助駕駛中也沒有激光雷達的一席之地,但至少在目前,激光雷達仍然是不少車企大力宣傳的賣點。原因也很簡單:多傳感器搭配融合,帶來更多的安全冗餘。
純視覺路線意味着輔助駕駛系統需要通過攝像頭判斷一切信息,并且通過算法感知物體,這會催生兩個問題:
第一是看不清,第二是不認識。
純視覺意味着輔助駕駛與人眼一樣,受到路面照明條件與天氣條件的影響。在路面光線條件不佳的情況下,判斷難度陡然上升。
而激光雷達則不受照明的影響,對于夜間行車而言,激光雷達的加入無異于多了一重保障(這或許也能解釋為什麼特斯拉的大燈高度通常高于其他品牌)。
即便看得清,純視覺仍然需要依靠機器學習來識别物體。對于未被定義、靜态異形物體,純視覺算法也可能将其忽略。
多傳感器的融合,在硬件層面上讓輔助駕駛有了更多感知手段,從理論上來說,感知的上限自然也更高了。
除非有如特斯拉一般對純視覺路線的執着與積累,各路傳感器與雷達裝車上路隻會越來越多,而究其原因,大概隻有兩個字:「安全」。
不隻是對你的眼睛,更是對參與在交通中的所有人。