自动驾驶时代到来，激光雷达站到舞台正中央！

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不知不觉间，从1960年第一台激光器到现在，六十年弹指一挥间，激光雷达从最初的远程测距到眼科检查，再到推动扫地机器人进入千家万户。自动驾驶时代的到来，激光雷达更是站到了舞台的正中央。

在自动驾驶需求的推动下，激光雷达技术将出现指数性的进步。

谁也不知道将来会有什么样的杀手级应用。我们唯一能确定的就是，高性价比的激光雷达，将会提升我们感知这个世界的能力，让这个世界变得更美好。

01原理

所谓雷达，就是用电磁波探测目标的电子设备。激光雷达，顾名思义就是以激光来探测目标的雷达。

谈到激光雷达，当然首先离不开激光的历史。

早在1916年，爱因斯坦就发现了激光的原理。简单的说，就是原子中的电子从高能级落到低能级的时候，就会以光子的形式释放能量。从某种意义上说，这可以理解成一种形式的“燃烧”。

理论上并不复杂，但第一台真正意义上的激光器，却要到1960年，也就是44年后才出现。因为这种形式的“燃烧”，需要的材料和触发条件，都不好实现。

1960年7月，美国休斯实验室的西奥多·梅曼，发明了人类历史上第一台激光器。为了达到“燃烧”所需要的条件，他用高强闪光灯管，来激发红宝石，最终促成了真正意义上的激光的出现。

激光器发明后的第二年，也就是1961年，科学家们就提出了激光雷达的设想。因为激光跟雷达，处于同一个图谱上，正常人都会往这边想。

根据我们高中毕业之后仅剩不多的物理记忆，我们知道光速＝3＊108米／秒，我们还知道，无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线这些，本质上都是一种电磁波，那么就有下面的公式：

波长＊频率＝光速

波长越长，频率越低，这两者反方向变化。从实际应用的角度出发，波长越长，绕射的能力越强，但是因为频率低，贯穿的能力就弱。

比如我们在北京，打开收音机就能听到的北京交通广播FM103． 9MHz，代表的就是波长约3米的电磁波（光速除以频率就是波长），属于短波电台，传播覆盖区域一般，主要覆盖北京；而中央人民广播电台的频率是1．008MHz，波长就延伸到300米左右，绕射能力更强，可以对整个大中华地区进行广播。

波长的另一个极端是X射线γ射线，传播能力很弱，但贯穿力极强，X光射线可以用来做胸透，γ射线威力最大，可以直接杀伤细胞，通常用于工业探伤。

利益是最好的老师，一二次世界大战催生了雷达的发明和快速进化，最早的雷达波长是23厘米，后来火控雷达出现，波长降到1－5厘米，一直到今天，该区段都是雷达波长的主流区域。

并不是所有的电磁波都可以产生激光。沿着电磁波的频率图往右走，与雷达波相邻的红外线、可见光和紫外线，都可以发出激光。既然我们用厘米波制作雷达，那么顺理成章的激光也可以做雷达，这就是激光雷达的理论依据。

而且，雷达就是发出电磁波，同时接收反射回的电磁波，通过两者的时间和波形变化来对周边环境建模。激光雷达无非就是把原来的厘米波换成激光，各种算法都是现成的。

从这里你就可以发现，激光雷达的技术基本上就是从军用雷达技术上平移过来的。没有军用雷达技术的国家，激光雷达技术必然也不会高，因为二者的原理和算法大差不差，没有军用雷达技术做底子，激光雷达想都不用想。

激光器已经发明，雷达的算法都是现成的，我们看到了激光雷达摩拳擦掌，就要在这个世界大展拳脚了。

02第一束光

凡事都怕但是。

稍有姿色，稍有才华，都是蛮尴尬的事情。会在无数个时刻，你站在一级台阶上，自以为窥见了天光。

激光雷达也是这样。

直来直去的激光指向性强，在150米范围内可以很清晰的对外在环境进行二维和三维建模，但是超过300米以上，还有在大雾雨雪等极端天气下，激光雷达就变得精确度感人。

所以，激光雷达很长一段时间，干的都是直来直去一竿子捅到底的活，那就是测距。1967年7月，美国人进行了第一次载人登月飞行，就在月球上安装了一个发射装置用于测算地球和月球的距离。

因为激光的特性，激光雷达发展了自己的副业，那就是在军事上为炸弹定位。飞机发射激光照射目标，同时投掷激光制导炸弹对准目标飞行，用激光随时修正自己的飞行路线，精确度非常高。

激光制导炸弹最早亮相于1972年4月的越南战争，美军用了七年，损失了十数架飞机，都没有炸掉的清化大桥，仅仅经过两次轰炸，耗费20枚激光制导炸弹，就将清化大桥从地图上抹掉。相对普通航弹，激光制导炸弹显示了极高的费效比。

副业挤掉了主业，小三上位。但时间之长谁也想不到，这个副业，激光雷达一干就是二十多年。

我们常说，万物皆有裂痕，那是光照进来的地方。

对激光雷达来说，漫漫黑夜里的第一束光，来自于意想不到的地方，那就是眼科。

很久以来，眼科医生一直希望能对患者的眼球做一个清晰的三维模型，从中发现可能的病变。但是传统的B超、X光都有自己的缺点。由于眼球本身的特殊结构，从眼角膜一直到最后的视网膜，都是透明的，可见光可以无阻碍的进入。这就为激光雷达的使用奠定了基础。

这个技术的名字听起来让人一头雾水，叫光学相干断层扫描，英文简称OCT，核心原理就是用激光雷达抵近患者眼球进行扫描建模。

第一台OCT是由卡尔·蔡司公司在1997年推向市场的，发展到现在已经进化到第3－5代，具体来说，就是利用波长从900纳米到1325纳米的红外激光，对患者的眼球进行扫描，根据反射光线对眼球进行三维建模。

因为激光雷达对于近距离的物体扫描精度很高，因此这个应用非常成功，在眼科的一线医疗上得到了迅速的普及，目前已经成为眼科的常规检查方式之一。

但OCT这个应用毕竟很小众，市场也不大，直到今天，中国OCT市场规模都不到10亿人民币这个数量级。激光雷达市场，迫切需要杀手级的应用出现。