激光雷達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應用于高速公路上，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。

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，將建設高精定位系統(tǒng)、車路協(xié)同通行系統(tǒng)、5 G通信網絡系統(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)、自主知識產權系統(tǒng)等十個方面的改造。

智能高速，是對高速道路基礎設施的改造升級，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，再針對不同的應用場景，提高信息的密度、準確度，為交通提供更高效的交通服務，甚至于提供相關決策力。它是對高速智能的終極期望。

一、提升智慧高速

構建智能高速的目標和建設將是分階段、分目標完成的，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；每隔一段距離設置卡口，可以識別經過的每一輛車車牌，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。

而且激光雷達本身對光不敏感，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性和準確性。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，主要用來區(qū)分車輛，以作交通流量調查，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入高速)。

智能高速技術還處于起步階段，一些省份已經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配合攝像機的方案為主。

與紅外、視頻、激光等光學導引頭相比，毫米波導引頭能夠穿透霧、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、速度。但是毫米波雷達也有其局限性，如對多目標跟蹤、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 (圖達通)公司推出的300線圖像級激光雷達，其線束可達市面上32線激光雷達的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線激光雷達的4.6倍，是唯一能分辨遠距離小物體的激光雷達。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來說，多目標跟蹤監(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，尤其是圖像級激光雷達，在性能和環(huán)境適應性方面，已遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)的毫米波雷達和毫米波雷達。

• 路側激光雷達，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)領域對于新產品的需求并不會立刻爆發(fā)，需要不斷引導。

當前，全國高速上已配置了約2萬臺激光雷達，用激光分型約2000臺，長寬檢測設備約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網絡、路側終端平臺、終端平臺，部署激光雷達等其他設備。

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的高密度、級點云數(shù)據(jù)。

激光雷達相對于傳統(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警信息和道路擁擠狀況。利用激光雷達采集的包括遠距離的點云數(shù)據(jù)，經網線或光纖傳輸?shù)?MEC，可對道路車流量和車輛等待時間進行統(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，使車輛能夠獲得遠距離的交通狀態(tài)，從而達到交通預警的作用，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)送到終端服務器或展示平臺，以進行實時道路交通狀態(tài)監(jiān)控，或者進行數(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，實時進行車輛運行狀態(tài)調整，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圖達通公司的路側激光雷達產品，可利用光脈沖，在100X40°的視場范圍內，包括周圍靜態(tài)環(huán)境和在路上行駛的行人。該雷達每秒可輸出一百萬點，并集中在100°水平方向上，可以產生級點云，更利于目標識別。

與毫米波雷達相比，具有高密度云量、大視角、遠距離探測性能的激光雷達，其性能比毫米波雷達、攝像機性能翻倍，因此在進行路端布置時，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

當前，高線束激光雷達在高速公路上的應用還處于初步探索階段，正在全國范圍內結合智慧高速和車路協(xié)同進行試點推廣。

目前，全國已通車的高速公路已超過15萬公里，今后10年內在路側每250米布設一臺激光雷達，主要用于協(xié)助無人駕駛，并可替代現(xiàn)有的單激光交調、事件探測產品。

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。公路應用成熟后，逐步進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“全國領先、遠結合、適度超前、先進實用、標準統(tǒng)一”為原則，以“全天候通行、全路段感知、全過程控制”為目標，加快推進濟青中線、京臺高速公路泰安至棗莊段兩個智慧高速公路項目建設目標。

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，產品競爭的激烈程度遠遠不及一般的民用產品市場，產品質量過關，能夠準確把握用戶需求點很可能在短時間內獲得大批量訂單。

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，國內對路側(高速公路)激光雷達的需求規(guī)模將接近20億元。鑒于新基礎設施和5 G應用速度加快，這一細分市場的需求可能會繼續(xù)擴大。

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

加快交通運輸基礎設施數(shù)字化，完善城市道路網信息采集系統(tǒng)，推進數(shù)字高速建設，為智能網聯(lián)應用提供支撐，將成為未來高速智慧交通的發(fā)展趨勢和目標。