“答”人 | 封治华

　　中国电科27所

　　研究员，长期从事光电探测、新体制激光雷达、硅基光电子集成及多光谱光电融合感知技术

　　Q：

　　自动驾驶都用激光雷达，等以后自动驾驶车多起来了，路上的激光雷达会不会相互干扰？

       A：

　　先给大家吃颗定心丸，激光雷达之间的干扰在物理意义上真实存在，但在今天量产的自动驾驶车上，已被系统性抑制，不会影响行车安全，大可放心！

　　知其然还要知其所以然，要了解为啥不会互相干扰，得先明白——

　　QUESTION ONE

　　激光雷达为什么会被干扰？

　　目前 95% 的车载激光雷达采用的都是脉冲TOF方案，即发射一束激光→打到物体反射→接收端计时→算出距离。所谓的“干扰”，就是别人的激光光子，被我的雷达当成了自己的回波。

　　而且这种“干扰”必须满足三个条件：

　　1. 波长相近。量产的激光雷达只有 905nm（主流家用车）和 1550nm（高端车型）两种波长，只有同波段才能互相进入对方光学系统，不同波段是互不干扰的。

　　2. 脉冲时序撞上。早期便宜的激光雷达，激光发射节奏是固定不变的。当多辆车离得很近时，一辆车发射的激光会被旁边车辆的雷达收到。外来激光到达接收器的时间，刚好和雷达等待自身反射光的时间重合，设备分辨不出是谁的激光，从而错误识别出前方有障碍物。我们之前在实验室用这样便宜的激光雷达做过实测，8 台无抗扰雷达对射，干扰概率可达 60% 以上。

　　3. 光线直接或间接射入。直射干扰，例如在等红灯会车时，两车雷达会有正对的情况，这时干扰最强；散射干扰，激光打到地面、车身、水雾反射后进入，这种干扰强度弱得多。

　　简单说就是当自动驾驶车的激光雷达有同波段、近距离、正对等情况出现，才会明显被“干扰”。

　　所以——

　　QUESTION TWO

　　为什么现在满街自动驾驶车装载激光雷达，却很少出问题？

　　因为现在的自动驾驶车早已不是早期原型机，我们用了五层抗干扰体系把干扰给锁死了，咱们一层一层展开讲讲：

　　1. 光学硬件隔离，这是最基础的第一道物理防线。雷达内置窄带滤光镜片，只允许自身波长的光线通过，把日光、各类车灯等无关杂光阻挡在外。同时它发射的光束十分狭窄，不管是 MEMS 还是固态激光雷达，光束发散角度仅有 0.1 度左右，类似激光笔定向发射，很难意外照射到其他车辆的雷达设备。除此之外探测器还拥有自适应识别能力，会自动忽略能量较弱的干扰光线，优先捕捉物体反射回来的有效强光信号。

　　2. 时序控制，是TOF激光雷达非常关键的抗干扰手段。雷达运用接收门控技术，在发射激光之后，只会根据目标距离，开启一段极短暂的信号接收窗口。举个例子，如果要探测 150 米外的物体，结合光速计算，设备仅仅会在发射激光后大约 1 微秒的时间段内接收信号，其余时间接收器保持关闭，外来干扰激光很难恰好落入有效接收时段。雷达还会给激光发射时刻加入随机偏移，也就是脉冲时序随机抖动，让不同车辆雷达的发光时间互相错开，避免周期性脉冲持续发生冲突。配备相同方案的雷达还能够借助时钟同步技术，错开发射时机，避免周期性脉冲持续碰撞；同一品牌雷达还可以支持 PPS 时钟同步，错开发射相位，进一步降低相互干扰的概率。

　　3. 信号编码，给每束激光配备专属身份标识，也是当前量产车载激光雷达最核心的抗干扰技术，已得到广泛使用。设备采用伪随机编码技术，每一台雷达发出的激光都带有独有的信号序列，一旦检测到编码不匹配的光线，会直接丢弃不予识别。同时，雷达支持动态跳频，每秒可以上万次切换发射频率，防止长期和其他雷达处于相同频率而持续产生干扰。实测数据显示，增加信号编码之后，干扰形成的虚假点位能够减少九成以上，并且测距精度几乎不会受到影响。

　　4. 点云算法，最后一道“净化关卡”。即便少量干扰突破前面多层防护，算法也能够快速区分真伪目标。真实障碍物出现在连续多帧画面中，位置、轮廓大小的变化连贯平缓；而干扰生成的虚假点位杂乱无章，只会零散随机闪现。算法能够在单帧数据处理过程中直接清除这类干扰点，不会把错误信息传递给整车控制系统。

　　5. 多传感器融合，整套感知系统终极的安全冗余保障。激光雷达从不是单独的感知系统，整车需依靠毫米波雷达 + 摄像头 + 激光雷达三重校验。如果激光雷达识别前方存在障碍物，但毫米波雷达没有探测到对应距离目标，摄像头画面中也找不到匹配物体，整车感知系统就会判定这属于干扰造成的误报警，不会发起刹车、避让等车辆操控指令。即便遇到极端情况，激光雷达受强烈干扰短暂无法正常工作，毫米波雷达和视觉摄像头依旧可以持续稳定识别道路目标，不会出现感知盲区，完全符合 ISO26262 功能安全 ASIL-B/D 等级相关要求。

　　结论

　　激光雷达之间确实会互相照，但量产车早已配备了5层“铠甲”，包括专属身份证（编码）+时间隔离（时序）+专属颜色滤镜（光学）+ 智能识别大脑（算法）+ 三重交叉验证（融合）。所以，干扰确实存在 → 但被完全抑制 → 不会影响安全 → 你完全不用焦虑。

END

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