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

什么是激光雷達？

激光雷達作為一種主動感知傳感器，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反射回來，當接收到反射信號后就可以計算光從發(fā)射到返回所需的時間（也就是“飛行時間”，英文叫Time-of-Flight）。

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根據(jù)光速和這個時間差，激光雷達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，激光雷達可以生成一幅三維的點云圖，供自動駕駛系統(tǒng)判斷周圍有沒有障礙物，這是自動駕駛感知系統(tǒng)做出決策的重要依據(jù)。

激光雷達一般采用的是近紅外波段（如905納米或1550納米）的激光，這些波長的光人眼看不見，但非常適合測距和環(huán)境感知。和可見光不同，這些波長的激光不會形成刺眼的光點，但本質(zhì)上仍屬于光學(xué)輻射的一種，只不過不可見。

激光雷達的“安全等級”是什么

激光產(chǎn)品其實有一個國際通用的安全等級標準，規(guī)范了不同功率和輻射強度的激光對人體的潛在影響，這個標準主要由國際電工委員會（IEC）發(fā)布，標準名為《激光產(chǎn)品安全第1部分：設(shè)備分類和要求》（IEC 60825-1）。這個標準將激光產(chǎn)品從Class 1到Class 4分為多個安全等級，數(shù)值越小表示對人體越安全。

激光產(chǎn)品安全等級要求

用在自動駕駛汽車上的激光雷達，安全標準要求非常嚴格，必須達到Class 1或Class 1M等級。Class 1級別的激光，意味著即使在最極端的使用場景下，哪怕系統(tǒng)所有光束都集中在一點，也不會對人眼造成傷害。在正常環(huán)境里行駛和行人路過時，這類激光強度會被嚴格控制在遠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？這主要是為了保護我們的眼睛，尤其是視網(wǎng)膜。人眼視網(wǎng)膜對波長在400納米～1400納米之間的光特別敏感，如果能量密度太高，就有可能對視網(wǎng)膜造成熱損傷。因此IEC標準對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才能拿到Class 1安全認證。

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

激光雷達對人體眼睛到底有沒有影響

很多人擔心自動駕駛激光雷達傷眼，是源自于對激光的刻板印象。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，如果毫無防護地直視，確實會對眼睛造成傷害。但自動駕駛所用的激光雷達則完全不同。它的設(shè)計目標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都被嚴格控制，遠低于那些可能造成傷害的高風(fēng)險設(shè)備。

就目前使用的車規(guī)級激光雷達來說，其輻射能量被控制在不會對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的認證。即使直接面對激光源，在正常的接觸時間和使用場景中，其對眼睛的影響也是微乎其微的。

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

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

就有報道提到，如果手機或相機鏡頭在很近的距離內(nèi)直接對準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，從而對傳感器造成損傷。這是因為電子感光元件不像人眼那樣有角膜、晶狀體等生理結(jié)構(gòu)進行保護和緩沖，它對光更加敏感，而鏡頭聚焦又會使能量集中在極小的區(qū)域內(nèi)。

激光雷達對皮膚或身體其它部位有沒有影響

除了眼睛，也有很多人擔心激光雷達是否會對皮膚或其他身體部位造成傷害。其實皮膚有角質(zhì)層的保護和相對較厚的組織結(jié)構(gòu)，其耐受能力會比眼睛強得多，能夠阻擋或減弱很多光熱帶來的影響。目前車規(guī)級激光雷達的輻射強度，遠遠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，它并不會讓人感到灼熱，也不會對皮膚造成傷害。

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當然，這一切的前提是設(shè)備在正常、合規(guī)的條件下運行。如果故意用不正常的方式去接觸激光，如用放大鏡對著激光發(fā)射口長時間看，或者自行拆卸激光雷達設(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。因此，即便是經(jīng)過安全認證的激光雷達，也不建議刻意地、長時間直視或近距離接觸其發(fā)射源。

多個激光雷達同時存在會加重影響嗎

現(xiàn)在自動駕駛車輛越來越多，尤其在城市里同一時間可能有很多輛搭載激光雷達的車同時行駛。這種情況下，人體是否會因為同時暴露在多個激光雷達的輻射下而受到影響呢？

從標準規(guī)定和安全測試來看，激光雷達的輸出是分散且周期性的。它發(fā)射的激光脈沖非常短暫，而且激光束會快速掃描周圍環(huán)境，而不是集中在某一個點上持續(xù)照射。即便在交叉路口有多個車的激光雷達同時發(fā)射激光，它們的能量也不會疊加到一個固定點上長時間作用。因此這種“多個激光疊加”的情況，在正常環(huán)境中也不會對人體造成可見的傷害。

最后的話

激光雷達確實使用了激光，但它并不是失控的高能光源，而是在嚴格標準、明確物理邊界和工程約束下運行的感知工具。其實對于激光雷達，需要關(guān)注的并不是“會不會被激光照到”，而是技術(shù)在規(guī)?；瘧?yīng)用后，是否仍能持續(xù)受控、可驗證、可監(jiān)管。

審核編輯 黃宇