激光雷達(dá)的工作原理

對(duì)人畜無害的紅外光束Light Pluses發(fā)射、反射和接收來探測(cè)物體。能探測(cè)的對(duì)象：白天或黑夜下的特定物體與車之間的距離。甚至由于反射度的不同，車道線和路面也是可以區(qū)分開來的。哪些物體無法探測(cè)：光束無法探測(cè)到被遮擋的物體。 ↑激光雷達(dá)LiDAR示意圖 車用激光雷達(dá)工作原理就是蝙蝠測(cè)距用的回波時(shí)間（Time of Flight，縮寫為TOF）測(cè)量方法。但要知道光速是每秒30萬公里。要區(qū)分目標(biāo)厘米級(jí)別的距離，那對(duì)傳輸時(shí)間測(cè)量分辨率必須做到1納秒。要如此的測(cè)量時(shí)間，因此對(duì)應(yīng)的測(cè)量系統(tǒng)的成本就很難降到很低，需要使用巧妙的方法降低測(cè)量難度。 是不是覺得很高深難懂？我們直接看動(dòng)畫吧。 ↑激光雷達(dá)LiDAR工作原理 通過旋轉(zhuǎn)的機(jī)械鏡面測(cè)量激光發(fā)出和收到回波的時(shí)間差，從而確定目標(biāo)的方位和距離。

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2018-2019年中國(guó)車載激光雷達(dá)行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展概況

據(jù)立木信息咨詢發(fā)布的《中國(guó)車載激光雷達(dá)市場(chǎng)預(yù)測(cè)及戰(zhàn)略研究報(bào)告（2019版）》顯示：受自動(dòng)駕駛技術(shù)及***等影響，目前自動(dòng)駕駛公司對(duì)激光雷達(dá)的需求還比較小，成熟的激光雷達(dá)公司主要還是國(guó)外企業(yè)，比如Valeo、Quanergy等。自動(dòng)駕駛測(cè)試原型車搭載激光雷達(dá)主要廠商是Velodyne、Ibeo、Luminar、Valeo、SICK等。

國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)公司，在成立時(shí)間以及技術(shù)上與國(guó)外主流激光雷達(dá)廠商存在一定差距。目前國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)產(chǎn)品市場(chǎng)應(yīng)用，主要集中在無人駕駛配送車（京東和菜鳥）及自動(dòng)駕駛測(cè)試車方面（北京聯(lián)合大學(xué)、Moovita無人車），其中在百度Apollo 2.5硬件方案中，百度推出其與禾賽科技聯(lián)合開發(fā)的“激光雷達(dá) 攝像頭”一體化傳感器Pandora。

未來激光雷達(dá)向著小型化、固態(tài)化、低成本發(fā)展。其中，固態(tài)激光雷達(dá)無需旋轉(zhuǎn)部件，因而體積更小，方便集成在車身內(nèi)部，并且系統(tǒng)可靠性提升，成本也可大幅降低，因此激光雷達(dá)固態(tài)化是必然發(fā)展趨勢(shì)。

多數(shù)主流激光雷達(dá)廠家都計(jì)劃在2020年左右推出固態(tài)雷達(dá)，在技術(shù)選擇方面主要是MEMS、OPA、Flash等。

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激光雷達(dá)lidar目前的技術(shù)難點(diǎn)在哪，關(guān)鍵技術(shù)都有哪些？

對(duì)旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的激光雷達(dá)來說，關(guān)鍵技術(shù)之一是導(dǎo)電滑環(huán)，其次是校正工作的自動(dòng)化問題，校正不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，不但產(chǎn)量上不去，產(chǎn)品的一致性也很難保證。

對(duì)于全固態(tài)激光雷達(dá)來說，難的問題莫過于在不借助機(jī)械或盡量少借助機(jī)械結(jié)構(gòu)的前提下，如何實(shí)現(xiàn)光路的偏轉(zhuǎn)（發(fā)射），其次是如何實(shí)現(xiàn)激光回波的高信噪比檢測(cè)（接收），目前能夠看到的技術(shù)主要是兩種：MEMS和相控陣。

MEMS技術(shù)的核心是一個(gè)叫做微振鏡的器件，通過對(duì)一塊小鏡子的高頻振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)光路的偏轉(zhuǎn)。MEMS技術(shù)比較成熟，缺點(diǎn)是存在激光的反射，反射過程中激光會(huì)有較大損失，導(dǎo)致回波信噪比偏低。

相控陣技術(shù)目前只有Quanergy在搞，將n×m個(gè)微功率的激光器集成到一個(gè)芯片上，通過相控陣技術(shù)實(shí)現(xiàn)激光的定向發(fā)射，這個(gè)技術(shù)如果能夠成功，將徹底顛覆現(xiàn)有的機(jī)械式激光雷達(dá)，激光雷達(dá)掃描速度偏低的問題。

但是和MEMS一樣，相控陣技術(shù)只解決了激光的發(fā)射問題，沒有解決接收問題。到目前為止，相控陣技術(shù)的檢測(cè)距離還是偏低的。不論是MEMS，還是相控陣，亦或是什么黑科技，只有同時(shí)解決激光的偏轉(zhuǎn)（發(fā)射）和高信噪比接收，才能笑到后。

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激光測(cè)距的定義

激光測(cè)距（laser distance measuring）是以激光器作為光源進(jìn)行測(cè)距。根據(jù)激光工作的方式分為連續(xù)激光器和脈沖激光器。氦、離子、鎘等氣體激光器工作于連續(xù)輸出狀態(tài)，用于相位式激光測(cè)距；雙異質(zhì)半導(dǎo)體激光器，用于紅外測(cè)距；紅寶石、釹玻璃等固體激光器，用于脈沖式激光測(cè)距。激光測(cè)距儀由于激光的單色性好、方向性強(qiáng)等特點(diǎn)，加上電子線路半導(dǎo)體化集成化，與光電測(cè)距儀相比，不僅可以日夜作業(yè)、而且能提高測(cè)距精度。

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