本文作者:访客

曾烧坏手机感光元件 车载激光雷达到底安不安全:华为长篇详解

访客 2024-03-08 18:07:24 7977 抢沙发

3月8日消息,随着支持智能驾驶的车辆越来越多,车载激光雷达的出货量也随之水涨船高,对于使用了融合感知方案的汽车而言,激光雷达更是不可或缺。

不过对于激光雷达,不少人也有担忧,毕竟确实出现过激光雷达烧毁相机、监控COMS的情况,那么它对人眼会不会也有伤害?今日,华为智能汽车解决方案进行了超详细的解读。

什么是激光雷达?

激光雷达(LiDAR)作为智能驾驶系统的核心传感器,其三维环境重建能力为车辆提供了丰富而精确的环境信息,主动发光,不受黑夜光照条件影响的特性,有效地补充了摄像头和毫米波雷达的不足,使得智能驾驶系统更加安全和可靠。

激光雷达安全吗?

首先看在国际标准中对于激光产的定义。

激光器的危险等级被划分为四类:Class 1激光器无害,Class 4激光器具有高危险性,Class 2和3激光器分别具有低和中度危险性。

车载激光雷达属于Class 1激光产品,或者说市面上能量产的车载激光雷达产品,都需要满足Class 1级别标准,其功率和辐射强度远低于对人体眼睛造成伤害的阈值,因此,在正常使用条件下,车载激光雷达不会对人眼构成威胁。

可能有人觉得有标准不代表全部会满足,华为从技术原理方面也解读了激光雷达的安全性,具体如下:

能量密度:看的是单脉冲的瞬时照射能量和持续长时间照射后的单位面积内的平均累积能量。

首先,单脉冲的瞬时能量,可以通过严格控制激光雷达的发射功率来保障,限制其不超出标准要求阈值;

其次,当前市面上主流的车载激光雷达,都是扫描式雷达,以线扫雷达举例,每次发射一条激光线束,覆盖其中某一个位置,借助于转镜的转动,把激光束从左扫到右,从而覆盖一个120°的完整画幅,可以参考下图所示,这确保了激光雷达不会一直盯着你的眼睛照射,单位面积内的累积能量同样限定在阈值以内。

再来看下人眼的生理构造,人眼主要包含角膜,晶状体和视网膜组成,当激光束进入人眼后,不同波长表现会有些许不同。

市面上当前主流车载激光雷达主要在905nm波长的近红外光波段,少数激光雷达为1550nm的远红外光。

当905nm的激光束进入人眼后,会被角膜和晶状体吸收大部分能量,小部分透射到视网膜上,而1550nm的激光束,几乎会被角膜和晶状体全部吸收,极少会到视网膜上,所以网上就有了1550nm激光雷达比905nm更安全的说法

实际上激光雷达的能量只要控制在人眼可接受的阈值内都是安全的,就不存在谁比谁更安全

诚然1550nm比905nm在人眼安全的功率上限更高些,但如果1550nm的激光器的能量超过法规限制范围,那么它同样会损伤人眼的角膜和晶状体,同理,905nm如果能量超了,也会伤害视网膜。

如果还有疑虑,那就看看实验结果:

如下测试实验装置中,接收孔径模拟人眼瞳孔,正常情况下,瞳孔直径为2.5~4mm,遇到强光会收缩,暗室环境瞳孔会放大到5~7mm,本测试采用7mm孔径模拟瞳孔张开能达到的极限场景(即最大通光量),测试距离也是采取最严苛的100mm~1m的距离范围内进行全量测试,随着距离的增加,激光束能量会快速衰减。100mm是人眼能聚焦的最短距离,再近就无法在视网膜成像。

基于如上苛刻的测试场景评估,激光束进入人眼的效率只有1%左右,再被眼球中的水大量吸收,到达视网膜的能量,通常只有人眼损伤阈值的20%左右。

值得一提的是,IEC60825-1标准也同时考虑了皮肤安全,经过实验测算,当前激光雷达的能量才到安全阈值的1%。

所以,通过人眼安全Class 1严格认证的车载激光雷达产品,对人眼和皮肤都是没有危害的

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