激光雷達(dá)正在激活百億新市場

智慧高速公路是浙江率先在杭州灣率先提出的“超級高速”概念，在大數(shù)據(jù)、人工智能、5 G、自動駕駛等一系列新技術(shù)應(yīng)用于高速公路上，將新建、改造杭紹臺、杭紹臺、杭紹臺、杭紹臺、杭紹臺、杭州灣等一批高速公路的新技術(shù)。

新建成的杭紹甬智慧高速公路，將滬杭甬高速、杭州灣跨海大橋智能化改造為代表，實現(xiàn)灣區(qū)全域高速公路智慧化；

杭紹甬初步確定，將建設(shè)高精定位系統(tǒng)、車路協(xié)同通行系統(tǒng)、5 G通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、新能源及無線充電系統(tǒng)、自動駕駛路測系統(tǒng)、自由流收費系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)驅(qū)動的智慧云控平臺、自動駕駛及貨車編隊、全新的出行體驗系統(tǒng)、自主知識產(chǎn)權(quán)系統(tǒng)等十個方面的改造。

智能高速，是對高速道路基礎(chǔ)設(shè)施的改造升級，其中包括2019年如火如荼的 ETC系統(tǒng)和V2X車路協(xié)同系統(tǒng)。

先把道路上的行駛信息數(shù)字化，再針對不同的應(yīng)用場景，提高信息的密度、準(zhǔn)確度，為交通提供更高效的交通服務(wù)，甚至于提供相關(guān)決策力。它是對高速智能的終極期望。

一、提升智慧高速

構(gòu)建智能高速的目標(biāo)和建設(shè)將是分階段、分目標(biāo)完成的，例如，智能高速上的攝像頭將更加密集，從現(xiàn)在的2公里一個，加密到1公里一個；每隔一段距離設(shè)置卡口，可以識別經(jīng)過的每一輛車車牌，實現(xiàn)跟蹤對違規(guī)行駛行為、實時反映路況等功能。

而這其中，關(guān)鍵的感知監(jiān)控方案，有很多講究的地方。電視節(jié)目中存在的問題比較清晰，局限于攝像機本身的缺陷，如易受環(huán)境影響，在光線差或強的環(huán)境下，誤判率高，檢測精度低，檢測距離短等。與此同時，路端的計算需要很強的算力，對云的帶寬和實時影響等等。

所以，在車流較大的路口或路口，單靠視頻方案很容易出現(xiàn)安全誤報、誤報等問題，不可能實現(xiàn)穩(wěn)定安全的智能道路目標(biāo)。

而且激光雷達(dá)本身對光不敏感，無論白天黑夜都不影響它的感知效果，因此大大提高了感知的適應(yīng)性和準(zhǔn)確性。與此同時，視頻方案在弱光、逆光以及強光環(huán)境下的檢測效果也容易出現(xiàn)圖像模糊甚至看不清的情況，尤其在夜間環(huán)境下，視頻方案基本上失效。

對激光雷達(dá)而言，不受光線條件的限制，在弱光、逆光、強光環(huán)境中，甚至夜晚，點云效果都能保持正常。

過去，高速公路上只使用過單線式激光雷達(dá)，主要用來區(qū)分車輛，以作交通流量調(diào)查，以及在收費站自動發(fā)卡車道輔助車型分類，以及作為車輛長寬高的判別(基于道路超限控制的需要，超過一定尺寸的車輛不允許駛?cè)敫咚?。

智能高速技術(shù)還處于起步階段，一些省份已經(jīng)不滿足于僅僅依靠攝像機獲取道路信息，開始嘗試各種傳感器融合，力求獲得高精度的路況信息，用來做提高調(diào)度指揮效率，減少事故，提升安全運行水平，但現(xiàn)在主要是以毫米波雷達(dá)配合攝像機的方案為主。

與紅外、視頻、激光等光學(xué)導(dǎo)引頭相比，毫米波導(dǎo)引頭能夠穿透霧、煙、塵，具有全天候全時的特點。常用來監(jiān)控道路上的車輛目標(biāo)、速度。但是毫米波雷達(dá)也有其局限性，如對多目標(biāo)跟蹤、靜止障礙物和小物體的監(jiān)視等方面存在缺陷。

與之相比，高線束激光雷達(dá)在分辨率、檢測精度、致密信息覆蓋等方面更勝一籌，可以滿足更高層次的自動駕駛和監(jiān)管要求。

例如， Innovusion (圖達(dá)通)公司推出的300線圖像級激光雷達(dá)，其線束可達(dá)市面上32線激光雷達(dá)的10倍，其分辨率與早期 VGA顯示相近，能獲得物體表面更多的反射點。

縱向方向角分辨率可精確到0.13°，是32線激光雷達(dá)的4.6倍，是唯一能分辨遠(yuǎn)距離小物體的激光雷達(dá)。對于行人來說，實際可檢測和識別能力超過200米。對圖像級的激光雷達(dá)來說，多目標(biāo)跟蹤監(jiān)控、靜止障礙物和微小物體的監(jiān)測是不受歡迎的。

線束超過百線的激光雷達(dá)，尤其是圖像級激光雷達(dá)，在性能和環(huán)境適應(yīng)性方面，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的毫米波雷達(dá)和毫米波雷達(dá)。

• 路側(cè)激光雷達(dá)，勢在必行

像浙江、山東等省已開始探索在高速公路上實現(xiàn)自動駕駛，高速V2X項目也將獲得巨大的市場空間，但高速公路這類傳統(tǒng)領(lǐng)域?qū)τ谛庐a(chǎn)品的需求并不會立刻爆發(fā)，需要不斷引導(dǎo)。

當(dāng)前，全國高速上已配置了約2萬臺激光雷達(dá)，用激光分型約2000臺，長寬檢測設(shè)備約3000臺，主要用于2019年底全國省界收費站取消項目。

智能高速，尤其是支持自動駕駛的高速公路，在諸如 RSU、邊緣計算機處理(Mobile EdgeComputing, MEC)、攝像頭、交換機、5 G網(wǎng)絡(luò)、路側(cè)終端平臺、終端平臺，部署激光雷達(dá)等其他設(shè)備。

它是一種傳感器單元，它能獲得包括道路靜態(tài)環(huán)境和移動物體三維空間信息在內(nèi)的高密度、級點云數(shù)據(jù)。

激光雷達(dá)相對于傳統(tǒng)的傳感器，其優(yōu)點是可以從點云圖像中，提取出通過道路斑馬線及斑馬線區(qū)域的行人、車輛等，清晰的人行道區(qū)域有利于劃定電子圍欄區(qū)域。

另外，其探測距離可達(dá)280米，利用超長探測距離可實現(xiàn)超視距探測，可為行駛車輛提供超視距預(yù)警信息和道路擁擠狀況。利用激光雷達(dá)采集的包括遠(yuǎn)距離的點云數(shù)據(jù)，經(jīng)網(wǎng)線或光纖傳輸?shù)?MEC，可對道路車流量和車輛等待時間進(jìn)行統(tǒng)計，從而判斷道路擁擠狀況。

在不同距離上的道路信息包括通過 MEC通過 RSU反饋到用戶車輛端，使車輛能夠獲得遠(yuǎn)距離的交通狀態(tài)，從而達(dá)到交通預(yù)警的作用，防止碰撞等系列交通事故的發(fā)生。

通過 MEC系統(tǒng)將這些道路信息發(fā)送到終端服務(wù)器或展示平臺，以進(jìn)行實時道路交通狀態(tài)監(jiān)控，或者進(jìn)行數(shù)據(jù)的二次開發(fā)。

通過這些信息，車輛可以判斷車輛是否擁擠等情況，實時進(jìn)行車輛運行狀態(tài)調(diào)整，選擇合適的行駛路線，有效避免碰撞等交通事故的發(fā)生。

Innovusion圖達(dá)通公司的路側(cè)激光雷達(dá)產(chǎn)品，可利用光脈沖，在100X40°的視場范圍內(nèi)，包括周圍靜態(tài)環(huán)境和在路上行駛的行人。該雷達(dá)每秒可輸出一百萬點，并集中在100°水平方向上，可以產(chǎn)生級點云，更利于目標(biāo)識別。

與毫米波雷達(dá)相比，具有高密度云量、大視角、遠(yuǎn)距離探測性能的激光雷達(dá)，其性能比毫米波雷達(dá)、攝像機性能翻倍，因此在進(jìn)行路端布置時，可有效減少沿路布置的數(shù)量，降低整體采購成本，提高系統(tǒng)可靠性。

• 從高速到普遍的巨大市場

當(dāng)前，高線束激光雷達(dá)在高速公路上的應(yīng)用還處于初步探索階段，正在全國范圍內(nèi)結(jié)合智慧高速和車路協(xié)同進(jìn)行試點推廣。

目前，全國已通車的高速公路已超過15萬公里，今后10年內(nèi)在路側(cè)每250米布設(shè)一臺激光雷達(dá)，主要用于協(xié)助無人駕駛，并可替代現(xiàn)有的單激光交調(diào)、事件探測產(chǎn)品。

此外，在全國3萬多個收費站入口治超檢測項目中，對車輛做了長寬高尺寸的識別。公路應(yīng)用成熟后，逐步進(jìn)入國省道和干線公路。前不久，山東交通運輸系統(tǒng)發(fā)布通知，將按照《2018-2022年》的要求，全面提升山東地區(qū)的信息化、數(shù)字化水平。

以“全國領(lǐng)先、遠(yuǎn)結(jié)合、適度超前、先進(jìn)實用、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一”為原則，以“全天候通行、全路段感知、全過程控制”為目標(biāo)，加快推進(jìn)濟青中線、京臺高速公路泰安至棗莊段兩個智慧高速公路項目建設(shè)目標(biāo)。

目前，北京、河北有延崇、京雄、大興新機場；浙江有杭紹甬、滬杭等地；廣東有南沙大橋和廣興機場；江西有寧崇、京雄、大興機場；

必須強調(diào)的是，高速公路與其他行業(yè)相比存在著一定的行業(yè)壁壘，產(chǎn)品競爭的激烈程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及一般的民用產(chǎn)品市場，產(chǎn)品質(zhì)量過關(guān)，能夠準(zhǔn)確把握用戶需求點很可能在短時間內(nèi)獲得大批量訂單。

根據(jù)高工智能汽車研究院發(fā)布的車路協(xié)同市場數(shù)據(jù)報告，未來五年內(nèi)，國內(nèi)對路側(cè)(高速公路)激光雷達(dá)的需求規(guī)模將接近20億元。鑒于新基礎(chǔ)設(shè)施和5 G應(yīng)用速度加快，這一細(xì)分市場的需求可能會繼續(xù)擴大。

在未來五年內(nèi)，城市公交、公交等一二線城市智能化升級將為未來五年內(nèi)交叉路口激光雷達(dá)帶來60億元的市場需求。

加快交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化，完善城市道路網(wǎng)信息采集系統(tǒng)，推進(jìn)數(shù)字高速建設(shè)，為智能網(wǎng)聯(lián)應(yīng)用提供支撐，將成為未來高速智慧交通的發(fā)展趨勢和目標(biāo)。