自动驾驶中的激光雷达是否会伤害摄像头？

[首发于智驾最前沿微信公众号]之前在讨论激光雷达是否会伤害人眼的话题中，从标准、工作原理等角度给大家分析出激光雷达并不会伤害人眼，但也有一位小伙伴提问：车载激光雷达是否会伤害摄像头？今天就和大家来聊聊这个话题。

还是先说结论，车载激光雷达还真有可能会伤害摄像头。车载激光雷达主要依赖于飞行时间测距技术，通过发射短脉冲激光并测量激光从发射到遇到目标反射回来的时间来计算距离。这种技术不仅可以构建出丰富的三维点云数据，还能够在各种光照条件下稳定工作，成为自动驾驶系统中不可替代的重要部件。为了实现全方位的环境扫描，激光雷达通常采用高速旋转或倾斜扫描的方式，使激光束能够在360度内连续覆盖。这种主动发射激光的方式也意味着在激光雷达工作时，会向外部环境不断释放一定能量的激光脉冲。

对于人眼来说，由于激光雷达在设计时就已经严格控制了单个脉冲的能量，并采用高速扫描技术确保激光束不会长时间固定照射在同一位置，从而实现了对人体的安全保护。国际上普遍采用的IEC 60825-1标准便对激光产品进行了严格分级，车载激光雷达必须满足Class 1级别，即在任何合理的使用条件下都不会对人体构成伤害。这一严格的设计原则使得激光雷达在满足探测性能的同时，能够充分保障驾驶员和行人的安全。

但手机或相机中的CMOS传感器与人眼有着本质的不同。人眼在结构上拥有角膜、晶状体以及内部的水分，这些生理特性在一定程度上可以吸收和分散激光能量，降低高能激光对视网膜的伤害。而手机摄像头的CMOS传感器则没有这样的天然保护层，其主要由半导体材料构成，对光子能量的敏感程度远高于人眼。当高功率激光直接照射到传感器上时，局部能量会在极短时间内迅速积累，可能导致像素受热失效或电路短路，从而在图像上形成明显的烧坏痕迹或整条损坏的线条。

1550纳米和905纳米是车载激光雷达常用的两种工作波长。这两种波长各有特点，对人眼安全性的影响也不尽相同。905纳米激光雷达由于波长较接近可见光，在进入人眼时容易聚焦在视网膜上，因此在设计时必须将激光功率严格控制在极低水平。而1550纳米激光则利用其波长优势，大部分激光在进入眼睛时会被角膜和晶状体吸收，因而对人眼相对安全。正是由于这一特性，1550纳米激光雷达能够在确保人体安全的同时采用较高的输出功率，实现更远的探测距离和更高的探测精度。但这种高功率的输出对没有天然防护措施的CMOS传感器来说，却可能成为潜在的威胁。

早在2019年的CES展会上，就曾有一位参展观众的索尼相机传感器因AEye公司采用1550纳米激光雷达的高功率输出而发生损伤，导致图像数据出现明显缺陷。也有一段手机拍摄激光雷达的视频流传网络，视频中一台小米12S Ultra在拍摄蔚来ES7时，由于靠近激光雷达，画面中出现了多条水平绿线，这明显是由于激光在短时间内直接照射到手机摄像头上，造成了局部像素损伤。从这些案例可以看出，虽然激光雷达对人眼的设计已达到安全要求，但对电子设备的保护则另有挑战。

CMOS传感器之所以受损主要是由几个原因导致的。第一，激光束如果在传感器表面形成局部高能聚焦，可能导致传感器局部温度迅速上升，产生局部过热效应，使得半导体材料结构受到破坏。第二，高能激光直接刺激可能引发电路短路或击穿，导致部分像素失效，从而在图像中形成明显的烧坏痕迹。第三，即便单次激光照射的能量不足以造成严重损伤，但如果在短时间内连续多次照射，能量的累积效应也可能突破传感器的耐受极限，最终导致整个传感器区域的损坏。

手机或相机摄像头与车载激光雷达之间的相对位置、拍摄角度以及距离也是影响传感器受损的重要因素。当手机与激光雷达的距离较近，且拍摄角度正对激光出射口时，传感器接收到的激光能量相对集中，损伤风险大大增加。如果两者之间保持较远距离，或手机处于侧面拍摄角度，则激光能量在传播过程中会显著衰减，降低对传感器的伤害可能性。

相信有很多小伙伴在体验智驾功能或看到自动驾驶的车辆时，会想着去拍摄记录下，那如何能在拍到视频的同时，还不会损坏摄像头呢？其实可以通过在摄像头前加装防眩光滤光片、采用特殊涂层以及改进镜头结构来提高对高能激光的抵抗能力。目前一些高端手机已开始在镜头设计中采用抗反射涂层或外置滤镜，这在一定程度上可以分散激光能量，降低直射传感器时的风险。

总体来说，车载激光雷达本身在设计上已经严格按照国际安全标准进行控制，其对人眼和皮肤的安全性得到了充分保证。然而，由于电子设备尤其是手机摄像头的CMOS传感器缺乏类似于人眼的天然防护结构，高功率激光直接照射下仍有可能引起局部或整体传感器损伤。1550纳米激光雷达凭借其在人眼安全性上的优势，可以采用更高的发射功率，但这也同时增加了对无防护电子传感器的潜在风险。

智驾最前沿提醒各位小伙伴，虽然车载激光雷达对人体安全没有问题，但在拍摄车辆时，尤其是使用手机或相机拍摄工作中的激光雷达，应尽量保持适当距离，避免正对激光出射口。正如我们不建议直视正午太阳一样，面对高能激光的激光雷达，给摄像头进行适当的防护也是十分必要的。