自动驾驶激光雷达用久了精度会下降吗？

自动驾驶激光雷达，每天在车外日晒雨淋、颠簸震动，五六年之后还能像新的一样准吗？

其实对于激光雷达来说，老化并不一定会让测距误差变化。

但一颗激光雷达用久了，可能出现探测距离下降、回波变弱、点云变稀、噪声增加，也可能因温度变化产生几何偏移，或因碰撞、振动导致安装姿态改变。

它们最后都会表现为感知质量下降，但背后的原因并不一样。

01激光雷达最先面对的是回波信号变化激光雷达的工作过程可以简单理解为发射激光、接收目标反射回来的光，再根据光的飞行时间等信息计算距离。因此，测距系统能不能正常工作，取决于回波信号是否足够强、足够稳定。当激光发射器、接收探测器以及相关光电器件长期工作之后，理论上都可能出现性能漂移。如发射端输出特性发生变化、接收端响应能力变化，或者电子和光学组件的性能随温度和寿命发生变化。
图片源自：网络但这里不能简单理解成激光器用了几年之后，功率就一定下降多少。车载激光雷达使用的是汽车级器件和整机可靠性设计。以AEC-Q102为例，汽车应用中的激光器、光电探测器等器件需要经历高温工作寿命、温度循环、湿热、振动、机械冲击等可靠性测试。对于完整的激光雷达，还需要进一步进行整机层面的可靠性验证。因此，正常情况下，器件老化不会简单地表现为每天都比昨天差一点。真正值得关注的其实是信噪比余量。例如一个目标距离车辆很近，反射回来的激光很强，即便接收能力出现一定变化，系统仍然可以稳定检测。但对于远距离、低反射率目标，回波本来就比较弱，一旦信号进一步衰减，就更容易低于检测阈值。因此，系统最先出现的不是将10米目标测成11米，而是原来能够稳定看到的远距离弱目标，现在更容易漏掉。这也是为什么评价激光雷达长期性能时，不能只盯着一个测距精度指标，还要看有效探测距离、点云数量、回波强度和噪声水平。
02比器件老化影响更大的是光学窗口污染对于装在车外的激光雷达来说，最大的一个影响其实是它会变脏。灰尘、泥水、雨滴、雪、虫子、道路油污以及冬季道路上的融雪材料，都可能附着在激光雷达的光学窗口上。对于普通摄像头来说，这些问题只会导致画面变模糊。但对激光雷达来说，意味着激光发射和回波接收的光路都被改变了。因为激光必须先穿过窗口才能射出去，目标反射回来的激光也需要再次通过窗口进入接收系统。一旦窗口表面附着污染物，就可能造成光能量衰减、散射增强以及杂散光增加，最终让有效回波变弱。这种影响并不是理论推测。图片源自：网络一项针对车载激光雷达的动态测试，在传感器窗口上模拟了泥浆污染。当窗口被泥浆覆盖时，测试目标的回波强度和点云数量均出现急剧下降。研究同时特别说明，极端污染状态下的性能衰减并不等同于车辆在正常泥泞道路上的实际表现，但足以证明窗口清洁对维持感知性能的关键意义。更值得注意的是，2025至2026年间，多篇发表于IEEE和SAE的论文对泥水、灰尘、虫撞等污染物的影响进行了系统性的量化分析。2026年3月德国标准化协会（DIN）与SAE联合发布的DIN SAE SPEC 91571标准，更是首次为评估激光雷达在雨、雾、粉尘及传感器表面污染等恶劣条件下的性能建立了统一的测试规范。这标志着窗口污染导致性能下降已成为自动驾驶行业的共识，并进入了标准化管理阶段。这说明，对于一辆长期使用的汽车来说，激光雷达变差很多时候并不是因为内部器件已经老化，更可能只是它的光学窗口长期处于污染状态。从自动驾驶系统的角度看，这两种情况都会产生类似结果，即远距离点云减少、弱目标更难探测、感知置信度下降。因此，激光雷达长期性能管理中，窗口清洁本身就是一个很重要的问题。
03温度变化可能比用了多久更值得关注影响激光雷达精度另一个经常被忽略的变量，是温度。汽车的工作环境非常极端。夏天车身和传感器可能长时间处于高温状态，冬季又可能经历低温启动，而且车辆每天行驶过程中还会反复经历冷热循环。温度带来的影响，不只是让激光器和探测器的电气特性变化，还可能影响激光雷达内部的机械和光学结构。因为激光雷达不仅需要知道目标距离，还必须准确知道激光束来自哪里、指向哪里。如果内部光学组件或者扫描结构随着温度发生微小的弹性变形，最终会让形成的点云坐标就可能出现偏移。图片源自：网络这一点在2026年一项针对汽车级固态Flash LiDAR的研究中就得到了验证。研究人员对3颗传感器进行了0℃到80℃的测试，并进行了加速寿命试验。结果发现，与长期老化直接相关的内参漂移非常小，但温度引起的参数变化更加明显。在25米测量距离、80℃条件下，相关温度诱导变化在测试模型中可能对应最高约130毫米的平移检测误差。研究最终认为，对于高精度应用，温度补偿可能比长期重新标定更加重要。这里有一点需要说明下。130毫米并不是说激光雷达用了几年之后，精度就从厘米级变成了13厘米，而是特定温度条件下，内部几何参数变化可能造成的空间定位偏移。而且同一项研究对长期寿命的测试结果表明，在其测试对象和测试条件下，相当于约20年等效运行寿命的加速老化，并没有观察到显著的内参漂移。这其实改变了很多人对激光雷达老化的认识。对于部分车规级固态激光雷达来说，真正需要解决的可能不是用了20年以后一定越来越不准，而是在不同温度下能不能始终保持稳定的几何测量关系。
04还有一种不准来自安装和标定自动驾驶系统中的激光雷达，并不是单独工作的。它需要和摄像头、毫米波雷达以及车辆自身坐标系进行融合。因此，激光雷达最终输出的并不只是前方有个东西，距离20米，而是一组三维空间坐标。从这个角度看，除了内部测距误差，还要关注传感器自身与整车之间的几何关系。如车辆发生碰撞，激光雷达支架会产生轻微变形；或者维修、更换激光雷达之后重新安装，安装角度存在微小偏差。即使激光雷达本身仍然能够准确测量距离，点云转换到车辆坐标系之后，也可能整体产生位置偏差。图片源自：网络这种情况从严格意义上说，并不是激光器老化。但从自动驾驶系统最终感知结果来看，它依然可能表现为激光雷达不准了。因此，长期使用的激光雷达需要关注的不只是内部器件寿命，还要关注内参稳定性、外参稳定性以及传感器与车辆之间的安装关系。这也是为什么最新的激光雷达研究越来越强调几何稳定性，而不仅仅是出厂时的测距精度。
05激光雷达到底会不会越用越不准？对于激光雷达到底会不会越用越不准这个问题，更准确的答案应该是可能出现性能下降，但不能简单理解为使用时间越长，测距误差就线性增加。从目前公开的研究来看，影响车载激光雷达长期性能的因素至少包括光电器件长期工作后的性能变化、光学窗口污染、温度引起的几何参数变化，以及机械结构和安装标定状态的变化。其中，污染和温度甚至可能比单纯的长期老化影响更大。这也是为什么现在讨论车载激光雷达的寿命，不能只问一句这颗雷达能用多少年。真正应该关注的是，在几年甚至更长时间的使用过程中，它还能不能保持稳定的发射和接收能力；光学窗口受到污染之后还能不能及时发现；温度变化之后点云坐标还能不能保持稳定；车辆经过碰撞、拆装和维修之后外参还能不能得到可靠恢复。#自动驾驶 #激光雷达 #激光雷达精度