自动驾驶激光雷达会伤害人体吗？-电子发烧友网

[首发于智驾最前沿微信公众号]随着自动驾驶技术的普及，激光雷达的使用也越来越多。现在我们很容易就看到搭载激光雷达的车辆在路上行驶。很多人听到“激光”后总会有一种担忧，害怕自动驾驶汽车上的激光雷达会对人体造成伤害，那事实果真如此吗？

什么是激光雷达？

激光雷达作为一种主动感知传感器，它的核心工作方式是发射大量的激光脉冲，这些脉冲碰到前方的物体后会反射回来，当接收到反射信号后就可以计算光从发射到返回所需的时间（也就是“飞行时间”，英文叫Time-of-Flight）。

图片源自：网络

根据光速和这个时间差，激光雷达就可以算出物体距离传感器的精确距离。通过不断扫描周围环境，激光雷达可以生成一幅三维的点云图，供自动驾驶系统判断周围有没有障碍物，这是自动驾驶感知系统做出决策的重要依据。

激光雷达一般采用的是近红外波段（如905纳米或1550纳米）的激光，这些波长的光人眼看不见，但非常适合测距和环境感知。和可见光不同，这些波长的激光不会形成刺眼的光点，但本质上仍属于光学辐射的一种，只不过不可见。

激光雷达的“安全等级”是什么

激光产品其实有一个国际通用的安全等级标准，规范了不同功率和辐射强度的激光对人体的潜在影响，这个标准主要由国际电工委员会（IEC）发布，标准名为《激光产品安全第1部分：设备分类和要求》（IEC 60825-1）。这个标准将激光产品从Class 1到Class 4分为多个安全等级，数值越小表示对人体越安全。

标准等级	要求
Class 1	在所有正常使用条件下都是安全的（例如CD播放机、光电鼠标）
Class 1M	正常看安全，但通过望远镜或放大镜观察会有危险
Class 2	低功率可见光（400-700nm）。人体的眨眼反射（约0.25秒）能提供保护（例如激光指示器）
Class 2M	类似Class 2，但通过光学仪器观察会有危险
Class 3R	具有一定的潜在危险，但风险较低（需谨慎操作）
Class 3B	直接照射眼睛会造成伤害，通常不能在光束中直视
Class 4	高功率激光。不仅直视光束极其危险，漫反射光也可能伤害眼睛或皮肤，且可能引发火灾

激光产品安全等级要求

用在自动驾驶汽车上的激光雷达，安全标准要求非常严格，必须达到Class 1或Class 1M等级。Class 1级别的激光，意味着即使在最极端的使用场景下，哪怕系统所有光束都集中在一点，也不会对人眼造成伤害。在正常环境里行驶和行人路过时，这类激光强度会被严格控制在远低于眼睛或皮肤可以承受的阈值之下。

为什么需要这样的安全等级？这主要是为了保护我们的眼睛，尤其是视网膜。人眼视网膜对波长在400纳米～1400纳米之间的光特别敏感，如果能量密度太高，就有可能对视网膜造成热损伤。因此IEC标准对短脉冲激光的输出功率、平均功率和脉冲频率都有明确限制。只有符合这些输出限制的激光雷达才能拿到Class 1安全认证。

这里需要特别说明的是，自动驾驶所用的激光雷达，其任务是“感知环境”，而不是照射人体。在设计之初，就需要将辐射安全作为重中之重，通过技术手段严格控制激光输出。这样一来，在车辆正常行驶过程中，激光雷达的辐射量会被约束在绝对安全的范围内，不会对道路上的行人、驾驶员或其他车辆中的人员造成伤害。

激光雷达对人体眼睛到底有没有影响

很多人担心自动驾驶激光雷达伤眼，是源自于对激光的刻板印象。像是激光手术仪器、工业激光切割工具或激光指示灯等高功率激光设备，如果毫无防护地直视，确实会对眼睛造成伤害。但自动驾驶所用的激光雷达则完全不同。它的设计目标是在保证安全的前提下完成环境感知，因此输出功率和能量密度会都被严格控制，远低于那些可能造成伤害的高风险设备。

就目前使用的车规级激光雷达来说，其辐射能量被控制在不会对眼睛造成热损伤或光化学损伤的水平内，都经过了Class 1的认证。即使直接面对激光源，在正常的接触时间和使用场景中，其对眼睛的影响也是微乎其微的。

图片源自：网络

其实，激光是否会对人眼造成伤害还要看激光的波长、发射功率、照射时间等几个因素。比如905纳米的近红外激光可能会被眼球透镜聚焦到视网膜上，而1550纳米的波长则大部分被角膜和晶状体吸收，几乎不会到达视网膜，因此在理论上更安全一些。

虽然自动驾驶激光雷达在正常使用下对人眼是安全的，但某些摄像设备如果直接对着激光源拍摄，图像传感器可能会受到损坏。

就有报道提到，如果手机或相机镜头在很近的距离内直接对准1550纳米波段的激光雷，激光可能透过镜头聚焦在感光元件上，从而对传感器造成损伤。这是因为电子感光元件不像人眼那样有角膜、晶状体等生理结构进行保护和缓冲，它对光更加敏感，而镜头聚焦又会使能量集中在极小的区域内。

激光雷达对皮肤或身体其它部位有没有影响

除了眼睛，也有很多人担心激光雷达是否会对皮肤或其他身体部位造成伤害。其实皮肤有角质层的保护和相对较厚的组织结构，其耐受能力会比眼睛强得多，能够阻挡或减弱很多光热带来的影响。目前车规级激光雷达的辐射强度，远远低于能让皮肤感觉到发热、不适甚至受到损伤的临界值。所以在正常使用中，它并不会让人感到灼热，也不会对皮肤造成伤害。

图片源自：网络

当然，这一切的前提是设备在正常、合规的条件下运行。如果故意用不正常的方式去接触激光，如用放大镜对着激光发射口长时间看，或者自行拆卸激光雷达设备然后近距离直接观察激光输出，就可能超出正常使用范围。在这种情况下，任何激光产品都可能存在风险。因此，即便是经过安全认证的激光雷达，也不建议刻意地、长时间直视或近距离接触其发射源。

多个激光雷达同时存在会加重影响吗

现在自动驾驶车辆越来越多，尤其在城市里同一时间可能有很多辆搭载激光雷达的车同时行驶。这种情况下，人体是否会因为同时暴露在多个激光雷达的辐射下而受到影响呢？

从标准规定和安全测试来看，激光雷达的输出是分散且周期性的。它发射的激光脉冲非常短暂，而且激光束会快速扫描周围环境，而不是集中在某一个点上持续照射。即便在交叉路口有多个车的激光雷达同时发射激光，它们的能量也不会叠加到一个固定点上长时间作用。因此这种“多个激光叠加”的情况，在正常环境中也不会对人体造成可见的伤害。