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发表于 2025-08-18 17:21:52 股吧网页版
一文看懂激光雷达“线”的真相与误区
来源:OFweek

  在自动驾驶产业中,“线数”几乎是激光雷达被提及时最常出现的关键词之一。无论是整车厂配置表、科技媒体测评文章,还是展会上雷达厂商的宣传资料,“128线”“256线”等数字总是被高频提及。线数的高低,仿佛成了判断一款激光雷达“先进程度”的直接指标。

  那么问题来了:激光雷达“线数”越高真的就越好吗?是不是256线就一定优于128线,甚至64线、32线就不值得一提?

  本文试图跳出“线数即实力”的直觉认知,从激光雷达的技术原理、整车系统工程、算法落地需求等多个维度,带大家重新理解激光雷达线数的价值与边界。

  1 什么是“线”?线数为什么重要?

  激光雷达的“线”,其实是其在垂直方向上发射激光束的数量。每一“线”就是一束激光。在工作时,这些激光束通过旋转或摆动,形成一帧帧的空间扫描。以机械旋转激光雷达为例,雷达内部的发射模块以不同的俯仰角发射出多束激光,同时绕垂直轴360°旋转,每束激光就形成了一条螺旋式的扫描路径。

  线数越多,意味着俯仰方向的角度采样越密集,点云在竖直方向的分辨率就越高,传感器可以感知的目标细节也就越丰富。需要提醒的是,线数提升只有在垂直视场角(VFOV)保持不变的前提下,才会直接转化为更小的垂直角分辨率。若为追求“更广的俯仰视场”而同步扩大VFOV,单线对应的角分辨率可能并未改变,甚至出现“线数翻倍、角分辨率只提高50 %”的情况。因此,评估“线数”时必须同时查看VFOV角度与角分辨率两项指标,才能判断真实感知增益。

  即使是在固态激光雷达(如MEMS摆镜式或棱镜摆动式)中,虽然没有机械旋转部件,但仍会通过阵列式的激光器以固定俯仰角度发射多束激光,其“线数”定义同样成立。因此,不论是旋转式还是固态雷达,线数的本质都是垂直方向角度分辨率的体现。

  这就意味着——线数是影响垂直视力的关键变量之一。

  在真实场景中,线数越多,系统能够获取的空间细节越多,感知精度更高。尤其在面对低矮目标(如路缘石、倒地行人、散落杂物)、高架桥、复杂匝道或交通标志杆等垂直结构时,高线数雷达无疑更具有优势。

  2 更高的线数,带来怎样的算法收益?

  在感知算法层面,高线数带来的最直接好处是,在固定水平角分辨率与帧率下,单帧点云密度提升。

  这意味着:

  点云可以还原出更完整的目标形状,便于识别行人、车辆、护栏、交通杆件等;低矮物体或边缘目标更容易被捕捉,减少“点云空洞”;在高密度点云中,基于卷积、Transformer、BEV等算法可以更自然地提取空间语义,减少因插值带来的误差。

  更广的俯仰视场角(VFOV)也带来更多的信息覆盖——在一帧中同时感知道路、桥底、路口悬挂的信号灯等,显著减少

  车辆必须在复杂三维环境中做出精准判断,任何一个细节的遗漏都可能导致误判甚至安全事故。

  3 线数越高,代价也越高:一场系统工程的“连锁反应”

  从系统视角来看,线数提升并非没有代价。它引发的是一系列的连锁反应:

  1.硬件成本水涨船高

  线数翻倍意味着发射激光器、接收器、放大器与解调模块等器件的数量同步增加。即使使用光子芯片集成,也需更复杂的封装工艺,制造难度与良率挑战也随之提升。

  对于追求量产交付的主机厂而言,高线数意味着更高的采购成本与更大的供应链风险。

  2.功耗与热管理压力骤增

  更多激光束意味着更高的发射频率、更大的峰值电流,对电源系统和热管理提出更高要求。在当前主流的48V供电系统中,多颗高线数雷达同时运行可能逼近供电上限,触发整车能耗调度问题。

  同时,为保证稳定性,必须增加散热器、热管甚至主动风扇,这进一步占据车体空间。

  3.数据传输和算力成为瓶颈

  从几十万点到数百万点每秒,激光雷达输出的数据流量呈数量级增长。这对车载以太网、SoC I/O、DDR内存通道都是挑战。

  主控平台必须升级才能实时处理高密度点云,而这意味着更贵的芯片、更复杂的软件,更大的能耗和发热。

  而在实际部署中,为了控制算法延迟(比如常见的100ms内闭环感知需求),开发团队往往不得不对点云进行下采样、稀疏化处理——这等于部分抵消了线数带来的优势。

  4.算法复杂度增加

  高线数点云意味着更大的输入体量。无论是稀疏卷积、体素投影,还是邻域聚类型Transformer,其计算复杂度都随点数线性或超线性增长。

  推理时间延迟、显存占用增加,甚至影响整车的决策频率和安全冗余。

  5.标定、维护、法规风险上升

  高线数雷达的多通道系统对机械结构、热胀冷缩的敏感度更高,长期运行中容易出现光轴偏移或线间错位,需频繁进行在线自校与重标定。

  此外,高线数意味着更高频率的激光脉冲发射,其累计辐射值需满足更严格的激光安全标准(如IEC 60825),尤其在多台雷达同时工作的情况下,不同市场(欧美、亚太)法规也不尽相同。

  4 并不是所有场景都需要高线数

  线数并非越高越好,关键要看用在什么场景上。

  高速L2自动驾驶:主要依赖车辆、车道线、护栏等信息,垂直高度变化不大,32线或64线即可满足 ±10° 视场需求,增加线数收益不大。城市L3:行人、标志杆、匝道等结构复杂,高线数(128线以上)有助于提高检测精度。但若有摄像头和毫米波雷达协同融合,也可以通过多传感器互补控制成本。Robotaxi与末端配送车:需要极致冗余与全天候感知能力,高线数(甚至多颗雷达联合部署)仍具性价比。但放到私家车市场,这种“堆料”方案很难转化为消费者愿意支付的溢价。

  简单总结:线数应匹配场景,而不是盲目追高。

  5 算法和架构的进化,也在改变线数的意义

  近年来,感知算法的多样化让“高线数”在某些场景下变得不再唯一重要:

  稀疏卷积网络、BEV(鸟瞰图)等算法,在点云密度达到一定阈值后收益开始递减;一些方法通过自适应采样、区域关注ROI机制,让有限点云集中作用于关键区域;点云融合、雷达/摄像头/IMU数据融合正在变得主流,整体系统性能远高于单一指标的提升。

  同时,新的激光雷达技术路线也正在改写“线数”逻辑:

  1550nm波段:在更安全的光功率下实现更远探测距离,对雨雾等场景更具鲁棒性;FMCW雷达:可在每个点中同时获取距离+速度信息,实现虚警过滤;Flash面阵结构:一次曝光采集全视场,无需扫描,极大减少机械结构与热管理难度,尤其适合机器人、泊车辅助、L2+城市辅助驾驶等场景。

  未来的感知竞争,未必是线数比拼,而是架构与融合能力之争。

  6 如何选择合适的线数?一场“系统级”算账

  对于计划在3–5年周期内量产的车型,如何选择合适的激光雷达线数,需要进行如下系统评估:

  功能优先级排序:明确自动泊车、NOA、高速巡航、城市L3甚至L4等能力的目标与必要性;算力与EE架构审查:现有ECU/SoC是否能处理更高密度点云;整车设计约束:雷达安装位是否允许足够大VFOV,是否存在遮挡、风阻限制;供应链可行性:所选方案是否已成熟、良率如何、售后支持是否到位;TCO成本核算:从硬件价格到后期维护、数据传输成本、合规认证与软件开发支出,全链路评估。

  只有经过这些系统工程权衡后,才能选出既符合功能需求,又在商业上“站得住脚”的线数配置。

  结语:不是线越多越好,而是要“用得其所”

  “线数”是激光雷达最直观也最容易被营销夸大的参数。它确实代表了点云的“垂直精度”,在一定程度上决定了传感器的感知能力上限。

  但在实际落地中,它只是一个多维系统的组成部分。功耗、成本、热管理、算法适配、法规认证、量产交付,每一个维度都可能成为约束线数进一步提升的瓶颈。

  自动驾驶系统真正需要的,是在功能、成本、法规、算法、供应链等多维约束下,可验证、可交付、可维护的最优线数配置。

  与其盲目“堆料”,不如将资源投向更先进的调制技术、更智能的算法融合、更成熟的工程实现。只有当线数、系统、算法达成动态平衡,激光雷达才能真正发挥它“自动驾驶第三只眼”的价值——让每一束激光“发光发热”。

  原文标题 : 一文看懂激光雷达“线”的真相与误区

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