在当今的智能驾驶和环境感知领域，毫米波雷达和激光雷达都能输出点云数据，它们各自发挥着重要的作用。那么，毫米波雷达能否替代激光雷达呢？让我们从多个维度来深入分析。
点云并非激光雷达所独有，任何用一堆点来表示探测到的数据都可以形成点云。毫米波雷达和激光雷达在工作原理上存在显著差异。
毫米波雷达通过发射毫米波（波长 1 - 10 毫米），利用电磁波反射特性探测目标，并借助多普勒效应获取速度信息，其点云由反射信号的空间位置计算生成。由于波长特性，毫米波雷达对一些非金属的软物体（如塑料布）容易穿透过去而没有回波，从而导致漏检。而且，毫米波雷达单独一帧的每个点因多普勒效应是有速度的。
激光雷达（LiDAR）发射激光束（波长通常在 600 - 1600 纳米，比毫米波短得多），通过测量光束往返时间（TOF）计算距离，点云由激光点的三维坐标构成。光作为一种电磁波，波长超短、频率超高，非常 “硬”，碰到物体都会反弹，但这也使得激光雷达容易被干扰，在雨雾天气中，空气中的小水滴和沙尘会让激光反弹回去，影响探测效果。并且激光雷达单帧点云的每个点只有距离没有速度，因为其靠激光反射时间测距，激光波长太短无法利用多普勒效应。
- 点云密度与分辨率
- 毫米波雷达：点云密度低，通常每帧只有几十到几百个点（取决于雷达通道数），横向 / 纵向分辨率较差，远处目标易出现 “点云稀疏” 甚至丢失，难以区分细节。例如，128 通道毫米波雷达对 100 米外的车辆，可能仅生成 5 - 10 个点。
- 激光雷达：点云密度高，高分辨率 LiDAR（如 192 线）每帧可生成数百万个点，能清晰刻画目标轮廓。例如，192 线 LiDAR 对 100 米外的车辆，可生成数百个点，足以还原其形状。
- 空间精度
- 毫米波雷达：距离精度较低，通常在 1 米左右（远距离误差更大），角度分辨率差（一般几度到十几度），近距离易出现 “点云重叠”。
- 激光雷达：距离精度可达厘米级（如 ±2cm），角度分辨率可至 0.1 度以下，能区分相邻目标。
- 环境适应性
- 毫米波雷达：抗干扰能力强，不受雨、雪、雾、强光（如逆光）影响，夜间性能稳定，但对非金属目标（如塑料、布料）反射较弱，可能漏检。
- 激光雷达：雨、雪、雾会散射激光，导致点云噪声增加，远距离探测能力下降，强光（如正午阳光）可能干扰接收端，造成部分点云丢失，但对大多数物体（包括非金属）反射稳定，漏检率低。
- 点云属性
- 毫米波雷达：点云除了三维坐标（x, y, z），还包含速度信息（通过多普勒效应直接测量，精度高），无颜色、反射强度等细节信息，反射强度仅能粗略区分金属 / 非金属。
- 激光雷达：点云包含三维坐标、反射强度（可用于区分路面、车辆、行人等不同材质），部分 LiDAR（如多线彩色 LiDAR）可输出颜色信息（结合），速度信息需通过多帧点云计算（如光流法），精度低于毫米波雷达。
- 数据量与成本
- 毫米波雷达：点云数据量小（每帧 KB 级），对算力要求低，成本低（车规级雷达约几十到几百美元），适合大规模量产。
- 激光雷达：点云数据量大（每帧 MB 级，192 线 LiDAR 每小时可产生数十 GB 数据），需高性能处理器处理，成本高（车规级高分辨率 LiDAR 曾达数万美元，目前降至几千美元，但仍高于毫米波雷达）。
- 成本差异：毫米波雷达成本仅为激光雷达的 1/10 - 1/5，主要是因为激光雷达需要精密光学部件（如 905/1550nm 、旋转镜组），4D 毫米波雷达虽比传统毫米波贵，但仍显著低于激光雷达。
- 探测性能：在远距探测（>300 米）方面，毫米波雷达占优，尤其适用于高速公路场景；而激光雷达在三维建模（如识别路缘石、小物体）上更精准，分辨率可达毫米级。
- 算力需求：激光雷达产生的点云数据需 GPU/NPU 进行实时处理，算力消耗大（典型需求 > 20TOPS）；毫米波雷达输出可直接用于决策，适合算力受限的入门级智驾系统。
毫米波雷达适合对环境鲁棒性要求高、需快速获取速度信息的场景，如自适应巡航（ACC）测量前车距离和速度，自动紧急制动（AEB）在恶劣天气下检测前方障碍物。
激光雷达适合需要高精度三维建模、目标识别的场景，如自动驾驶高清地图构建还原道路细节（车道线、护栏），城市级三维扫描生成精细的建筑、地形模型。
首先，毫米波雷达绝不可能取代激光雷达，其精度太差。在毫米波雷达看来，站立不动的路人和路上的锥形桶难以区分。这里强调站立不动是因为毫米波可以用多普勒效应检测点的速度，走路的人和锥形桶还是可以区分开的。
其次，二者的本质区别在于介质的波长。它们的介质本质都是电磁波（光也是电磁波），区别是波长。毫米波的波长长，波包软，射程远，穿透性强，但精度不高；激光雷达的波长短，波包硬，射程有限，反射性强，精度高。至于未来是否会出现介于它们之间的介质，还有待基础研究的突破。
综上所述，毫米波雷达和激光雷达各有优劣，在不同的应用场景中发挥着不可替代的作用，它们更可能是相互补充，而不是一方取代另一方。
