[首發(fā)于智駕最前沿微信公眾號(hào)]按理說，反光背心是為了讓目標(biāo)更明顯、更安全而設(shè)計(jì)的，但在自動(dòng)駕駛傳感器的世界里，這種“過度配合”反而可能引發(fā)一系列意想不到的麻煩，尤其是對(duì)于激光雷達(dá)來說，反光背心會(huì)是一個(gè)非常難識(shí)別的物體。

激光雷達(dá)靠什么看世界的？

要理解反光背心給激光雷達(dá)帶來的問題，首先得知道激光雷達(dá)的基本工作邏輯。簡單來說，激光雷達(dá)就像一個(gè)不斷向外扔小球并計(jì)時(shí)的人。它發(fā)射出一道道極短的激光脈沖，這些光束在碰到物體后會(huì)發(fā)生反射，一部分光回到雷達(dá)的接收器上。通過計(jì)算光發(fā)射出去到飛回來的時(shí)間，激光雷達(dá)就能精準(zhǔn)地算出物體的距離。

這種感知方式在面對(duì)普通物體時(shí)非常高效，無論是灰色的水泥墻還是深色的輪胎，只要有光能彈回來，雷達(dá)就能在后臺(tái)構(gòu)建出一幅三維的點(diǎn)云圖。在它眼里，世界是由無數(shù)個(gè)帶有距離信息的“點(diǎn)”組成的。只要這些點(diǎn)連成片，系統(tǒng)就能判斷出前方是一個(gè)行人、一根電線桿，還是一個(gè)環(huán)衛(wèi)工人。

然而，激光雷達(dá)對(duì)光的敏感度是有一個(gè)范圍的。它的接收器非常靈敏，專門設(shè)計(jì)用來捕捉那些從遠(yuǎn)距離或者低反射率物體上反射回來的微弱光信號(hào)。當(dāng)遇到反光背心時(shí)，這種反射規(guī)則就會(huì)被打破了。

為什么反光背心會(huì)成為閃光彈？

反光背心之所以反光，是因?yàn)樗谋砻嫱坑幸粚犹厥獾幕貧w反射材料，一般是微小的玻璃微珠或微棱鏡。這種材料的神奇之處在于，它能讓大部分光線沿著原路返回。在司機(jī)的車燈照射下，這種特性是可以救命的，但在激光雷達(dá)眼里，這簡直就是一顆原地爆炸的“閃光彈”。

當(dāng)激光脈沖打在普通衣服上時(shí)，光線會(huì)向四面八方散射，回到雷達(dá)接收器的只有極小一部分。但當(dāng)它打在反光背心上，幾乎所有的能量都會(huì)原路砸回接收器。這瞬間產(chǎn)生的高能量信號(hào)會(huì)超出傳感器內(nèi)部放大器的處理上限，出現(xiàn)感知飽和。

一旦發(fā)生飽和，激光雷達(dá)的檢測(cè)電路就會(huì)處于過載狀態(tài)。這就像你在漆黑的屋子里呆久了，突然有人對(duì)著你的眼睛開了一下強(qiáng)光手電。在那一瞬間，你的視覺系統(tǒng)是致盲的，無法分辨光亮處的具體形狀，激光雷達(dá)也會(huì)因此出現(xiàn)信號(hào)失真或數(shù)據(jù)丟失的情況。

識(shí)別不了還是看花了眼？

既如此，那激光雷達(dá)真的識(shí)別不了反光背心嗎？其實(shí)識(shí)別不了的說法并不完全準(zhǔn)確。激光雷達(dá)并不是看不見反光背心，而是它看得太清楚了，反而把數(shù)據(jù)搞亂了。在點(diǎn)云數(shù)據(jù)中，這種過強(qiáng)的反射會(huì)導(dǎo)致目標(biāo)物體的形狀發(fā)生畸變。有時(shí)候，由于信號(hào)太強(qiáng)，雷達(dá)系統(tǒng)可能會(huì)產(chǎn)生誤判，覺得那個(gè)位置根本沒有東西，或者出現(xiàn)一些飄忽不定的雜散點(diǎn)。

這種現(xiàn)象被稱為鬼影。因?yàn)榉瓷湫盘?hào)太強(qiáng)，光脈沖可能會(huì)在傳感器內(nèi)部產(chǎn)生多次反射，或者讓系統(tǒng)認(rèn)為目標(biāo)比實(shí)際距離更近或更遠(yuǎn)。對(duì)于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的決策層來說，這種雜亂的信號(hào)非常具有干擾性。如果算法不夠穩(wěn)健，它可能無法從一堆亂跳的點(diǎn)云中提取出清晰的行人輪廓，從而產(chǎn)生短暫的猶豫。

更麻煩的是，這種強(qiáng)反射還可能產(chǎn)生光暈效果。就像我們晚上看路燈會(huì)有光圈一樣，高亮度的反光背心周圍可能會(huì)出現(xiàn)一圈虛假的信號(hào)點(diǎn)。這些點(diǎn)會(huì)讓原本苗條的環(huán)衛(wèi)工人看起來像個(gè)兩米寬的龐然大物，或者讓系統(tǒng)誤以為路面上出現(xiàn)了無法逾越的障礙物。

工程師如何給雷達(dá)戴墨鏡？

面對(duì)這個(gè)難題，技術(shù)人員當(dāng)然不會(huì)坐以待斃。現(xiàn)在的激光雷達(dá)已經(jīng)變得聰明多了，它們學(xué)會(huì)了自動(dòng)調(diào)節(jié)光感。一種常見的辦法是采用高動(dòng)態(tài)范圍的設(shè)計(jì)，通俗講就是給雷達(dá)裝上一副智能墨鏡。當(dāng)它檢測(cè)到某個(gè)方向傳回來的信號(hào)異常強(qiáng)大時(shí)，系統(tǒng)會(huì)迅速調(diào)整增益，也就是降低敏感度，確保能夠看清高亮物體而不至于被晃瞎。

除了硬件上的調(diào)節(jié)，軟件算法也在進(jìn)步?，F(xiàn)在的感知系統(tǒng)不再只看一個(gè)點(diǎn)的亮度，它們會(huì)通過機(jī)器學(xué)習(xí)來識(shí)別反光背心的特征。既然這種材料的反射率高得離譜，那算法就把這種“高反射率”本身當(dāng)作一種識(shí)別標(biāo)簽。當(dāng)系統(tǒng)看到一團(tuán)反射強(qiáng)度極高的點(diǎn)云時(shí)，它會(huì)告訴決策層前面可能有個(gè)穿反光背心的工作人員，要注意避讓。

此外，多傳感器融合也是解決這個(gè)問題的終極手段。激光雷達(dá)被晃了眼沒關(guān)系，攝像頭可以看清物體的顏色和輪廓，毫米波雷達(dá)可以穿透雜亂信號(hào)鎖定距離。通過不同傳感器之間的相互校驗(yàn)，哪怕激光雷達(dá)在反光背心面前偶爾失效，整車系統(tǒng)依然能準(zhǔn)確地判斷出前面的目標(biāo)是誰，從而保障行車安全。