特斯拉FSD在大霧中撞向火車的(de)事件近期(qī)引發熱議。當車主驚險急打方向盤避開火車時,純視覺方(fāng)案在(zài)極端天氣下的致命缺陷暴露無遺——攝像頭依賴可見光,在雨霧雪等環境(jìng)中如同蒙上雙眼。周鴻(hóng)禕對(duì)此指出:“車上應攜帶(dài)更多傳感器,純視覺方案存在物(wù)理局限,一旦失效後果將是災難性(xìng)的。”

光學鏡(jìng)片:激光雷達穿透雨霧的眼睛

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這一爭議背後是自動駕駛感知技術的路線分野:馬斯克堅持純視覺方(fāng)案,而中國車企則押注激光雷達為主的多傳感器融合。在濃霧彌漫的十字路口,激光雷達發射的1550納(nà)米紅外激光穿透(tòu)霧氣,在接(jiē)收端的光學鏡片(piàn)上聚焦成像,為車輛繪(huì)製出一幅可靠的三維點雲地圖——光學鏡片正是激光雷達(dá)在惡劣環境中依然“看得清”的核心秘密。

特斯拉FSD在大霧中撞向(xiàng)火(huǒ)車的事件

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一、純視(shì)覺方(fāng)案的物理極限與激光雷(léi)達的破局之道

在自動(dòng)駕駛(shǐ)感(gǎn)知領域,可見(jiàn)光波長存在無法突破的物理瓶頸。攝像頭在逆(nì)光、夜間或雨霧環境(jìng)下性能驟降,對非(fēi)標準靜態物體的識別(bié)能力薄弱。李想曾形象比(bǐ)喻:“攝像頭+毫米波雷達組合如同青蛙的眼睛,對動態物體判斷尚可(kě),麵對非標準(zhǔn)靜態障礙物幾乎束手無策。”

自動駕(jià)駛感知

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激光雷達鏡片的原(yuán)理是激光雷達通過主動發射激光脈衝突破這一限製:

-1550nm波長激光具備強穿透性,在雨霧中的有效探測距離仍可達200米以上

-905nm方案配合高精度窄帶(dài)濾光片,可抑製99.99%的(de)環境光幹擾(OD4~OD6光學密度)

-點雲數據與視覺信息融合,對不規則障礙物(如側翻車(chē)輛、掉落貨物)識別率(lǜ)提(tí)升40%

華為鴻蒙智行

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華為(wéi)鴻蒙智行每月交付超4萬台車,其(qí)中80%以上配備192線激光雷達,高線(xiàn)束版本(běn)對路(lù)麵坑窪識別精度達(dá)厘米級。這種市(shì)場選擇印證了多傳感器融合路線的(de)可靠性優勢。

 

二、光學(xué)鏡片(piàn):激(jī)光雷達性能的(de)幕後功臣(chén)

在激光雷達內(nèi)部,光學鏡(jìng)片係(xì)統如(rú)同精密的視覺神經係(xì)統,直接決定(dìng)探測(cè)精度與環境適應性:

發射端光學(xué)鏡片組

準直透(tòu)鏡(jìng)將激光(guāng)器發出的散射(shè)光束轉化為平行光,透光率>95%且需承受(shòu)高(gāo)功率激光損傷(如1064nm/1550nm抗損(sǔn)傷鍍(dù)膜)

擴束鏡增大光束直徑,采用熔融石英材質實現輕量化與熱穩定性,將300米外激光發(fā)散角控製在0.1°以內

亚洲国产综合997往期(qī)透鏡展品

(激埃(āi)特往期透鏡展品)

接收端光學心髒

接收物鏡通光孔徑決定信噪比,大尺寸非球麵鏡片可收集更多微弱(ruò)回(huí)波信號。例如(rú)騰(téng)勢N7搭(dā)載的(de)雙激光雷達係統采用自由曲麵接(jiē)收鏡,視場(chǎng)角擴大至120°×25°

窄帶濾光片(piàn)如亚洲国产综合997BP905濾光片,帶寬僅±5nm,在強烈(liè)陽光下仍能精準分(fèn)離出905nm激光信號

亚洲国产综合997NBP905激光窄帶濾光片

(亚洲国产综合997NBP905激光窄帶濾光片)

動態掃描與防護係統

旋轉式雷達的碳纖(xiān)維振鏡反射率>98%,重量減輕(qīng)30%以支持100Hz高速(sù)掃描

激光雷達掃描振鏡原理(lǐ)圖

(素材僅供學習展示使用)

亚洲国产综合997光學振鏡

(亚洲国产综合997光學振鏡(jìng))

藍寶石保護(hù)窗口表麵鍍覆類金(jīn)剛石(shí)塗(tú)層,莫氏硬度達9級(jí),可抵禦沙(shā)石衝(chōng)擊與200km/h風壓。

激(jī)埃(āi)特藍寶石保護(hù)窗口

(亚洲国产综合997藍寶石保護窗口)

麵對嚴苛的車載環境,鍍膜技術成為光學(xué)鏡(jìng)片的“盔甲”。1550nm雷(léi)達需氟化(huà)鈣鏡片配合超寬帶AR鍍膜,透光率比普通玻璃提升25%;疏水鍍膜(mó)使雨滴接觸角>110°,確保暴雨中鏡(jìng)片表麵不積水;防霧鍍膜則可在-30℃至85℃溫差下保持(chí)清(qīng)晰(xī)。

亚洲国产综合997NBP1550激(jī)光窄帶濾光片

(亚洲国产综合997NBP1550激光窄帶濾光片)

三、國產方案崛起:光學鏡片推動激光(guāng)雷達裝車浪潮

中國車企正通過差異化激光雷達配置實現技術突圍:

-主流車型(xíng)標配1顆(kē)雷達(dá):理想ADPro係統搭載地平線征程6M芯片,以單雷達實現高速NOA與城區(qū)LCC增強

-高端車型多雷達配置:騰勢N7裝備雙(shuāng)激光雷(léi)達,點雲融合精度達±2cm;仰望U8和阿(ā)維塔則配備三雷達實(shí)現360°無(wú)死角覆蓋

-成本下探加速普(pǔ)及:宇瞳光學為國內主流雷達廠商(shāng)供應振鏡與窗口鏡,規(guī)模化生產使單套光(guāng)學件成本下(xià)降18%

車載激(jī)光(guāng)雷達光學硬件

(車載激光雷達光學硬件-圖源網絡,侵刪)

2025年全球車載激(jī)光雷達光(guāng)學硬件市場預計達到247億元,中國供應鏈已占據關鍵地位:

舜(shùn)宇光學:激光雷達鏡頭與轉鏡模塊市占率(lǜ)超30%

永(yǒng)新光學:為禾賽AT512雷達提供非球麵透鏡,良率提升至(zhì)95%

水晶光電:藍寶石保護窗口年產能突(tū)破500萬片

 

華為ADS4.0係(xì)統(tǒng)更(gèng)將(jiāng)激光雷達推向新高(gāo)度——ADSMax版采用高性(xìng)能(néng)超遠距雷達,探測距離提升至300米,支持車位(wèi)到車位自動泊車。

華(huá)為ADS4.0係統

(華為ADS4.0係統-圖(tú)源網(wǎng)絡,侵刪)

四(sì)、純視覺路線的商業邏輯與技術妥協

特斯(sī)拉堅持純視覺路線有其(qí)現實考量(liàng):

-成本控製:單顆激光雷達價格仍在200-500美元區間,而攝像頭(tóu)僅20-50美元

-算力優化:避免多(duō)傳感器融合帶來的算法複雜性

-數據閉(bì)環:依靠300億英裏FSD測試數據(jù)迭代模型(xíng)

但技術妥(tuǒ)協顯而易見:得州Robotaxi試點中,改(gǎi)裝ModelY在交(jiāo)叉路口誤闖紅燈,引(yǐn)發NHTSA調(diào)查。當(dāng)濃霧籠罩道路時,波長依賴成為致命短板——可見光無法穿(chuān)透的水汽,1550nm激光卻能攜帶信息安然往(wǎng)返。

得州Robotaxi試點改裝ModelY在交叉路口誤闖紅燈

(圖源新浪財經百家號-侵刪)

五、未來鏡片:智能光學重構感知(zhī)邊界

下一代光學(xué)鏡片技術正突破傳統功能邊界:

-自適應液晶透鏡:動態調節焦距,0.1秒內切換遠距探測與廣角掃描模式

-氮化矽(guī)高折射鏡片:使905nm雷達體積縮小40%,同時兼容雙波段探測

-集成光學基(jī)底:宇瞳光學研發的發射/接收/濾光三合一模組,減少光路損耗達15%

隨著模造玻璃產能擴張,非球麵鏡片成本持(chí)續下降。預計到2026年,激光(guāng)雷達光學係統體積將縮小50%,單車(chē)部署3顆雷(léi)達成為L4級車型標配。

 

激光雷達光學鏡片的進化史(shǐ),恰是自動駕駛感知能(néng)力突破物理極限的縮影。當一片直徑不足3厘米的非球麵(miàn)透鏡在1550納米波長下將激光聚焦於微米級精度時,它承載的不僅是光線,更是雨霧中行(háng)車(chē)安全的最後防線。

 

特斯拉純視覺方案在得州Robotaxi測試中頻(pín)頻(pín)闖(chuǎng)紅燈的案例,與華為(wéi)ADSMax係統在濃霧中穩定識別300米外障礙物的表現形成鮮明對比。光學鏡片核心技術的突破,正推動激光雷達從“豪華配置”向“安全標配”進化——畢竟在生命麵前,沒有成本與路線的辯論,隻有責任與結果的較量。