[首發(fā)于智駕最前沿微信公眾號(hào)]隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的普及，激光雷達(dá)的使用也越來越多?，F(xiàn)在我們很容易就看到搭載激光雷達(dá)的車輛在路上行駛。很多人聽到“激光”后總會(huì)有一種擔(dān)憂，害怕自動(dòng)駕駛汽車上的激光雷達(dá)會(huì)對(duì)人體造成傷害，那事實(shí)果真如此嗎？

什么是激光雷達(dá)？

激光雷達(dá)作為一種主動(dòng)感知傳感器，它的核心工作方式是發(fā)射大量的激光脈沖，這些脈沖碰到前方的物體后會(huì)反射回來，當(dāng)接收到反射信號(hào)后就可以計(jì)算光從發(fā)射到返回所需的時(shí)間（也就是“飛行時(shí)間”，英文叫Time-of-Flight）。

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根據(jù)光速和這個(gè)時(shí)間差，激光雷達(dá)就可以算出物體距離傳感器的精確距離。通過不斷掃描周圍環(huán)境，激光雷達(dá)可以生成一幅三維的點(diǎn)云圖，供自動(dòng)駕駛系統(tǒng)判斷周圍有沒有障礙物，這是自動(dòng)駕駛感知系統(tǒng)做出決策的重要依據(jù)。

激光雷達(dá)一般采用的是近紅外波段（如905納米或1550納米）的激光，這些波長(zhǎng)的光人眼看不見，但非常適合測(cè)距和環(huán)境感知。和可見光不同，這些波長(zhǎng)的激光不會(huì)形成刺眼的光點(diǎn)，但本質(zhì)上仍屬于光學(xué)輻射的一種，只不過不可見。

激光雷達(dá)的“安全等級(jí)”是什么

激光產(chǎn)品其實(shí)有一個(gè)國(guó)際通用的安全等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范了不同功率和輻射強(qiáng)度的激光對(duì)人體的潛在影響，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)主要由國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）發(fā)布，標(biāo)準(zhǔn)名為《激光產(chǎn)品安全第1部分：設(shè)備分類和要求》（IEC 60825-1）。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)將激光產(chǎn)品從Class 1到Class 4分為多個(gè)安全等級(jí)，數(shù)值越小表示對(duì)人體越安全。

激光產(chǎn)品安全等級(jí)要求

用在自動(dòng)駕駛汽車上的激光雷達(dá)，安全標(biāo)準(zhǔn)要求非常嚴(yán)格，必須達(dá)到Class 1或Class 1M等級(jí)。Class 1級(jí)別的激光，意味著即使在最極端的使用場(chǎng)景下，哪怕系統(tǒng)所有光束都集中在一點(diǎn)，也不會(huì)對(duì)人眼造成傷害。在正常環(huán)境里行駛和行人路過時(shí)，這類激光強(qiáng)度會(huì)被嚴(yán)格控制在遠(yuǎn)低于眼睛或皮膚可以承受的閾值之下。

為什么需要這樣的安全等級(jí)？這主要是為了保護(hù)我們的眼睛，尤其是視網(wǎng)膜。人眼視網(wǎng)膜對(duì)波長(zhǎng)在400納米～1400納米之間的光特別敏感，如果能量密度太高，就有可能對(duì)視網(wǎng)膜造成熱損傷。因此IEC標(biāo)準(zhǔn)對(duì)短脈沖激光的輸出功率、平均功率和脈沖頻率都有明確限制。只有符合這些輸出限制的激光雷達(dá)才能拿到Class 1安全認(rèn)證。

這里需要特別說明的是，自動(dòng)駕駛所用的激光雷達(dá)，其任務(wù)是“感知環(huán)境”，而不是照射人體。在設(shè)計(jì)之初，就需要將輻射安全作為重中之重，通過技術(shù)手段嚴(yán)格控制激光輸出。這樣一來，在車輛正常行駛過程中，激光雷達(dá)的輻射量會(huì)被約束在絕對(duì)安全的范圍內(nèi)，不會(huì)對(duì)道路上的行人、駕駛員或其他車輛中的人員造成傷害。

激光雷達(dá)對(duì)人體眼睛到底有沒有影響

很多人擔(dān)心自動(dòng)駕駛激光雷達(dá)傷眼，是源自于對(duì)激光的刻板印象。像是激光手術(shù)儀器、工業(yè)激光切割工具或激光指示燈等高功率激光設(shè)備，如果毫無防護(hù)地直視，確實(shí)會(huì)對(duì)眼睛造成傷害。但自動(dòng)駕駛所用的激光雷達(dá)則完全不同。它的設(shè)計(jì)目標(biāo)是在保證安全的前提下完成環(huán)境感知，因此輸出功率和能量密度會(huì)都被嚴(yán)格控制，遠(yuǎn)低于那些可能造成傷害的高風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備。

就目前使用的車規(guī)級(jí)激光雷達(dá)來說，其輻射能量被控制在不會(huì)對(duì)眼睛造成熱損傷或光化學(xué)損傷的水平內(nèi)，都經(jīng)過了Class 1的認(rèn)證。即使直接面對(duì)激光源，在正常的接觸時(shí)間和使用場(chǎng)景中，其對(duì)眼睛的影響也是微乎其微的。

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其實(shí)，激光是否會(huì)對(duì)人眼造成傷害還要看激光的波長(zhǎng)、發(fā)射功率、照射時(shí)間等幾個(gè)因素。比如905納米的近紅外激光可能會(huì)被眼球透鏡聚焦到視網(wǎng)膜上，而1550納米的波長(zhǎng)則大部分被角膜和晶狀體吸收，幾乎不會(huì)到達(dá)視網(wǎng)膜，因此在理論上更安全一些。

雖然自動(dòng)駕駛激光雷達(dá)在正常使用下對(duì)人眼是安全的，但某些攝像設(shè)備如果直接對(duì)著激光源拍攝，圖像傳感器可能會(huì)受到損壞。

就有報(bào)道提到，如果手機(jī)或相機(jī)鏡頭在很近的距離內(nèi)直接對(duì)準(zhǔn)1550納米波段的激光雷，激光可能透過鏡頭聚焦在感光元件上，從而對(duì)傳感器造成損傷。這是因?yàn)殡娮痈泄庠幌袢搜勰菢佑薪悄?、晶狀體等生理結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)和緩沖，它對(duì)光更加敏感，而鏡頭聚焦又會(huì)使能量集中在極小的區(qū)域內(nèi)。

激光雷達(dá)對(duì)皮膚或身體其它部位有沒有影響

除了眼睛，也有很多人擔(dān)心激光雷達(dá)是否會(huì)對(duì)皮膚或其他身體部位造成傷害。其實(shí)皮膚有角質(zhì)層的保護(hù)和相對(duì)較厚的組織結(jié)構(gòu)，其耐受能力會(huì)比眼睛強(qiáng)得多，能夠阻擋或減弱很多光熱帶來的影響。目前車規(guī)級(jí)激光雷達(dá)的輻射強(qiáng)度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于能讓皮膚感覺到發(fā)熱、不適甚至受到損傷的臨界值。所以在正常使用中，它并不會(huì)讓人感到灼熱，也不會(huì)對(duì)皮膚造成傷害。

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當(dāng)然，這一切的前提是設(shè)備在正常、合規(guī)的條件下運(yùn)行。如果故意用不正常的方式去接觸激光，如用放大鏡對(duì)著激光發(fā)射口長(zhǎng)時(shí)間看，或者自行拆卸激光雷達(dá)設(shè)備然后近距離直接觀察激光輸出，就可能超出正常使用范圍。在這種情況下，任何激光產(chǎn)品都可能存在風(fēng)險(xiǎn)。因此，即便是經(jīng)過安全認(rèn)證的激光雷達(dá)，也不建議刻意地、長(zhǎng)時(shí)間直視或近距離接觸其發(fā)射源。

多個(gè)激光雷達(dá)同時(shí)存在會(huì)加重影響嗎

現(xiàn)在自動(dòng)駕駛車輛越來越多，尤其在城市里同一時(shí)間可能有很多輛搭載激光雷達(dá)的車同時(shí)行駛。這種情況下，人體是否會(huì)因?yàn)橥瑫r(shí)暴露在多個(gè)激光雷達(dá)的輻射下而受到影響呢？

從標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和安全測(cè)試來看，激光雷達(dá)的輸出是分散且周期性的。它發(fā)射的激光脈沖非常短暫，而且激光束會(huì)快速掃描周圍環(huán)境，而不是集中在某一個(gè)點(diǎn)上持續(xù)照射。即便在交叉路口有多個(gè)車的激光雷達(dá)同時(shí)發(fā)射激光，它們的能量也不會(huì)疊加到一個(gè)固定點(diǎn)上長(zhǎng)時(shí)間作用。因此這種“多個(gè)激光疊加”的情況，在正常環(huán)境中也不會(huì)對(duì)人體造成可見的傷害。

最后的話

激光雷達(dá)確實(shí)使用了激光，但它并不是失控的高能光源，而是在嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)、明確物理邊界和工程約束下運(yùn)行的感知工具。其實(shí)對(duì)于激光雷達(dá)，需要關(guān)注的并不是“會(huì)不會(huì)被激光照到”，而是技術(shù)在規(guī)模化應(yīng)用后，是否仍能持續(xù)受控、可驗(yàn)證、可監(jiān)管。

審核編輯 黃宇