解读汽车激光雷达和毫米波雷达对人体的影响,是否存在辐射问题_太平洋号

如今的造车新势力在自动驾驶和辅助驾驶上投入大量资源,一些中高端车型配备多个激光雷达、毫米波雷达和超声波雷达,那么这些雷达是否会对人体产生危害,激光雷达有辐射吗?如何分辨雷达是否安全?下面我们就来详细解读。

解读汽车激光雷达和毫米波雷达对人体的影响,是否存在辐射问题

解读汽车激光雷达和毫米波雷达对人体的影响,是否存在辐射问题

毫米波雷达的安全问题

无线电和微波对可能造成伤害,但这取决于输出的功率和能量,如果在足够短的时间内传输巨大的能量,就会灼烧人体,但汽车的雷达功率较小,对人体不会造成伤害。如果需要检测到200米处人体大小的物体,雷达仅需10毫瓦的功率就可以达到效果。这10毫瓦并不集中,而是散布在雷达覆盖的整个区域。作为对比,微波炉将 1000 瓦的功率(1000000 毫瓦)集中到一个小体积中来烹饪食物。因此,汽车雷达的功率输出如果提高1万-10万倍,才可能对人体构成威胁。

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由于毫米波(77 GHz,波长约为 4 毫米)不会穿透很深,人体会吸收一些没有返回雷达的能量,但由于功率极小,不存在辐射和烧伤问题。

激光雷达的安全问题

激光雷达近些年才在新能源汽车中普及,其主要原因不是激光雷达近几年才被发明,而是早期成本高昂,中型激光雷达的成本与一台家庭用车相当,主要用于航空航天,近两年激光雷达的成本大幅下降,因此被汽车制造商使用。激光雷达的优点是在测量3D物体时具有高空间分辨率,就是可以更清晰地识别物体。

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激光雷达的原理其实很简单。就像蝙蝠在回声定位期间使用声波来记录反射距离,激光雷达利用激光的光波来执行此功能。激光雷达发送脉冲并测量从物体反射回来所需的时间。由于光速是恒定的,通过测量光束返回所需的时间可以很容易地计算出距离。

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相比毫米波雷达,某些类型的激光雷达确实会对人眼造成伤害,常见的激光雷达频率为 905 纳米。在该频率下,过多的能量会使人眼暂时甚至永久失明。因此如今汽车制造商改用1550 纳米的激光,比如蔚来ES8、理想L9等均采用该波段的激光,眼球内的眼液会阻止激光到达眼睛后部的视网膜,而视网膜是眼睛最敏感的部分,眼部液体在可见波长范围内基本上是透明的,1400 纳米以下的激光会穿透眼液,但超过1550纳米后,激光就无法穿透。

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但发射 1550 纳米的高功率激光有可能灼伤眼睛前部的角膜,不能长时间直视激光雷达。更便宜的激光雷达装置可能会泄漏 900 纳米波段的光,如果厂家节省成本,未来在更低价的汽车上看到激光雷达,就需要注意查看纳米波段数据。

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除了对人眼的危害,激光雷达的另一个问题是有可能损坏摄像头传感器,2019年在拉斯维加斯举行的 CES 电子展上发生了一起事件,据报道相机传感器被 1550 纳米激光雷达单元损坏。一名记者在拍摄一辆配备激光雷达装置的车辆时,相机传感器出现了斑点,激光烧进了传感器。

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国际激光显示协会警告:相机传感器通常比人眼更容易受到损坏,具体取决于激光源的距离、光束方向和功率。较短的激光脉冲可以更准确地测量距离,但它们需要更高的功率强度,这会影响相机传感器。

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超声波雷达的影响

超声波雷达成本最低,通过产生大约 48 kHz 的高频音频,发出超声波脉冲,使用声纳传感器和声音来感知车辆周围的物体,非常适合低速应用,此时车辆周围的空气通常不会快速移动。相比前两种雷达,超声波传感器范围有限,一般距离只有2.5 到 4.5 米,对人体没有危害。