激光雷达（LiDAR）工作原理

激光雷达（LiDAR）工作原理

激光雷达（LiDAR）是一种利用激光束来探测和测量距离的系统，广泛应用于自动驾驶、地形测绘等领域。本文将详细介绍激光雷达的工作原理、主要构成要素及其在自动驾驶领域的应用现状。

激光雷达是激光探测及测距系统的简称，主要构成要素包括发射系统、接收系统和信号处理系统。激光雷达系统的核心组件主要有激光器、扫描器及光学组件、光电探测器及接收 IC，以及位置和导航器件等，可提供高分辨率的几何图像、距离图像、速度图像。

智能驾驶分为感知-决策-执行层三个层级，感知层主要的传感器包括摄像头、毫米波雷达、超声波雷达、激光雷达和红外传感器。关于自动驾驶的传感器配置，业内主要有两方阵营，一方是以特斯拉为首的“视觉派”，另一方 则以造车新势力为主的“多传感器融合派”，走摄像头、激光雷达等多传感器融合方案。

• 视觉派是用摄像头主导+毫米波雷达用于环境感知，优点是低成本，缺点是在精度、视野和稳定性上都有局限性。视觉派在 L2 及以下的自动驾驶为主流，以摄像头的数据为主导，本质“轻数据重算法”，需要不断提升算法能力。

• 激光雷达、摄像头、毫米波等多传感融合方案，优点是更高的精确度，但缺点是成本高昂，本质为“重数据轻算法”。

激光雷达产品按结构可以分为发射系统、扫描系统、接收系统和信息处理系统。按照光源波长，激光雷达可分为近红外激光（880nm/905nm）和中、远红外激光（1350nm/1550nm），其中近红外激光对人眼安全存在风险。按照扫描系统，可分为机械式、混合固态和固态激光雷达，其中激光雷达创新方案有 MEMS 振镜方案，混合固态转镜以及双棱镜方案等。