我們可以根據 LiDAR 能描繪出稀疏的三維世界的特點，而掃描得到的障礙物點云通常又比背景更密集，通過分類聚類的方法可以利用其進行感知障礙物。而隨著深度學習帶來的檢測和分割技術上的突破，LiDAR 已經能做到高效的檢測行人和車輛，輸出檢測框，即 3D bounding box，或者對點云中的每一個點輸出 label，更有甚者在嘗試使用 LiDAR 檢測地面上的車道線。在三維目標識別的對象方面，較初研究主要針對立方體、柱體、錐體以及二次曲面等簡單形體構成的三維目標。航空測繪依靠激光雷達獲取數據，服務城市規劃建設。深圳覓道Mid-70激光雷達當三維點較為稠密的時候，可以像視覺一樣提取特征點和其周圍...

調頻連續波FMCW激光雷達，以三角波調頻連續波為例來介紹其測距/測速原理。藍色為發射信號頻率，紅色為接收信號頻率，發射的激光束被反復調制，信號頻率不斷變化。激光束擊中障礙物被反射，反射會影響光的頻率，當反射光返回到檢測器，與發射時的頻率相比，就能測量兩種頻率之間的差值，與距離成比例，從而計算出物體的位置信息。FMCW的反射光頻率會根據前方移動物體的速度而改變，結合多普勒效應，即可計算出目標的速度。優點：每個像素都有多普勒信息，含速度信息；解決Lidar間串擾問題；不受環境光影響，探測靈敏度高；缺點：不能探測切向運動目標。港口作業借助激光雷達引導裝卸，提升集裝箱操作準度。浙江覓道Mid-70激光...

要知道光速是每秒30萬公里。要區分目標厘米級別的精確距離，那對傳輸時間測量分辨率必須做到1納秒。要如此精確的測量時間，因此對應的測量系統的成本就很難降到很低，需要使用巧妙的方法降低測量難度。首先，我們需要明確，激光雷達并不是單獨運作的，一般是由激光發射器、接收器和慣性定位導航三個主要模塊組成。當激光雷達工作的時候，會對外發射激光，在遇到物體后，激光折射回來被CMOS傳感器接收，從而測得本體到障礙物的距離。從原理來看，只要需要知道光速、和從發射到CMOS感知的時間就可以測出障礙物的距離，再結合實時GPS、慣性導航信息與計算激光雷達發射出去角度，系統就可以得到前方物體的坐標方位和距離信息。橋梁檢測...

MEMS激光雷達模組，光學相控陣式(OPA)，相控陣發射器由若干發射接收單元組成陣列，通過改變加載在不同單元的電壓，進而改變不同單元發射光波特性，實現對每個單元光波的單獨控制，通過調節從每個相控單元輻射出的光波之間的相位關系，在設定方向上產生互相加強的干涉從而實現強度高光束，而其他方向上從各個單元射出的光波彼此相消。組成相控陣的各相控單元在程序的控制下可使一束或多束強度高光束按設計指向實現空域掃描。但光學相控陣的制造工藝難度較大，這是由于要求陣列單元尺寸必需不大于半個波長，普通目前激光雷達的任務波長均在1微米左右，這就意味著陣列單元的尺寸必需不大于500納米。而且陣列數越多，陣列單元的尺寸越小...

1951年，美國物理學家Purcel(珀賽爾)在用微波波譜學的方法制定核磁矩的同時，意外地觀察到了50HZ的受激輻射，并把粒子數反轉稱為“負溫1度”狀態，這使人們對玻爾茲曼分布有了更全方面也更深刻的認識。同年，美國物理學家(Townes)湯斯提出了受激輻射微波放大的設想。1954年，湯斯和她的兩個學生戈登、曹格爾一起研制成功了波長為1.25cm的氨分子振蕩器,并把它稱為受激輻射微波放大器，按其字母縮寫為MASER，簡稱脈澤。時間來到1958年，湯斯與肖洛聯名在《物理評論》上發表了論文《紅外與光激射器》，這標志著激光作為一種新事物登上了歷史舞臺。1960年，梅安研制的紅寶石激光器發出了694.3...

從應用看，具備車規級量產實力的Tier1供貨商有法雷奧（Scala）、鐳神智能（CH32），Innovusion（Falcon）。2017年，奧迪A8為全球頭一款量產的L3級別自動駕駛的乘用車，其搭載的激光雷達便是法雷奧和Ibeo聯合研發的4線旋轉掃描鏡激光雷達。2020年，鐳神智能自主研發的CH32面世，成為全球第二款獲得車規級認證的轉鏡式激光雷達，目前已經規模化交付東風悅享量產前裝車型生產。2022年，搭載Innovusion Falcon激光雷達的蔚來ET7上市，該款激光雷達為1550nm方案，等效300線數。從售價看，法雷奧Scala 2為900歐元（約6500元人民幣），已經下降至車...

現代雷達的波長一般是到米級別，例如火控雷達的波長是1-5厘米，汽車雷達的波長是1-10毫米。當波長進一步壓縮（頻率進一步提高），在紅外線、可見光、紫外線區域即可激發出激光，用激光做探測源的雷達，稱為激光雷達。1928年，德國的Landenburg(蘭登伯格)在研究氛氣色散現象實驗間接證實了受激輻射的存在，也直接給出了受激輻射的發生條件是粒子數反轉。1947年，Lamb(蘭姆)和Reherford(雷瑟福)在氧原子光譜中發現了明顯的受激輻射這是受激輻射頭一次被實驗驗證，蘭姆也因此在1955年獲得了諾貝爾物理學獎。1950年，法國物理學家Kastler(卡斯特勒)提出了光學泵浦的方法。他也因為提出...

視場角與分辨率，激光雷達視場角分為水平視場角和垂直視場角，水平視場角即為在水平方向上可以觀測的角度范圍，旋轉式激光雷達旋轉一周為 360°，所以水平視場角為 360°。垂直視場角為在垂直方向上可以觀測的角度，一般為 40°。而它并不是對稱均勻分布的，因為我們主要是需要掃描路面上的障礙物，而不是把激光打向天空，為了良好的利用激光，因此激光光束會盡量向下偏置一定的角度。并且為了達到既檢測到障礙物，同時把激光束集中到中間感興趣的部分，來更好的檢測車輛，激光雷達的光束不是垂直均勻分布的，而是中間密，兩邊疏。 可以看到激光雷達的有一定的偏置，向上的角度為 15°，向下的為 25°，并且激光光束中間密集，...

參數指標：（一）視場角，視場角決定了激光雷達能夠看到的視野范圍，分為水平視場角和垂直視場角，視場角越大，表示視野范圍越大，反之則表示視野范圍越小。以圖3中的激光雷達為例，旋轉式激光雷達的水平視場角為360°，垂直視場角為26.9°，固態激光雷達的水平視場角為60°，垂直視場角為20°。（二）線數，線數越高，表示單位時間內采樣的點就越多，分辨率也就越高，目前無人駕駛車一般采用32線或64線的激光雷達。（三）分辨率，分辨率和激光光束之間的夾角有關，夾角越小，分辨率越高。固態激光雷達的垂直分辨率和水平分辨率大概相當，約為0.1°，旋轉式激光雷達的水平角分辨率為0.08°，垂直角分辨率約為0.4°。具...

半固態—MEMS式激光雷達，MEMS全稱Micro-Electro-Mechanical System（微機電系統），是將原本激光雷達的機械結構通過微電子技術集成到硅基芯片上。本質上而言MEMS激光雷達并沒有做到完全取消機械結構，所以它是一種半固態激光雷達。工作原理，MEMS在硅基芯片上集成了體積十分精巧的微振鏡，其主要結構是尺寸很小的懸臂梁——通過控制微小的鏡面平動和扭轉往復運動，將激光管反射到不同的角度完成掃描，而激光發生器本身固定不動。其次，MEMS的振動角度有限導致視場角比較小（小于120度），同時受限于MEMS微振鏡的鏡面尺寸，傳統MEMS技術的有效探測距離只有50米，FOV角度只能...

目前，由于MEMS上游供應鏈已經相對成熟，比如Luminar的MEMS半固態激光雷達已將制造成本降低到了500-1000美元，使規模量產成為了可能。國內方面，速騰聚創和廣汽埃安、威馬、極氪等11家車企建立了合作，同時其產品「RS-LiDAR-M1」已于2020年12月開始批量出貨，成為全球頭一款批量交付的車規級MEMS激光雷達。海外方面，Luminar在全球范圍內已擁有50多位行業合作伙伴，其中包括沃爾沃、上汽飛凡汽車、小馬智行等。半固態—轉鏡式激光雷達，轉鏡式激光雷達與MEMS激光雷達差異在于，前者的掃描鏡是圍繞著圓心旋轉，后者則是圍繞著某條直徑上下振動。相比之下，轉鏡式激光雷達的功耗更低，...

探測距離，激光雷達標稱的較遠探測距離一般為150-200m，實際上距離過遠的時候，采樣的點數會明顯變少，測量距離和激光雷達的分辨率有著很大的關系。以激光雷達的垂直分辨率為0.4°較遠探測距離為200m舉例，在經過200m后激光光束2個點之間的距離為，也就是說只能檢測到高于1.4m的障礙物。如下圖10所示。如果要分辨具體的障礙物類型，那么需要采樣點的數量更多，因此激光雷達有效的探測距離可能只有60-70m。增加激光雷達的探測距離有2種方法，一是增加物體的反射率，二是增加激光的功率。物體的反射率是固定的，無法改變，那么就只能增加激光的功率了。但是增加激光的功率會損傷人眼，只能想辦法增加激光的波長，...

當我們用當前幀和整個點云地圖進行匹配的時候，我們便能得到傳感器在整個地圖中的位姿，從而實現在地圖中的定位。傳感器車規化，固態激光雷達取消了機械結構，能夠擊中目前機械旋轉式的成本和可靠性的痛點，是激光雷達的發展方向。除了這兩大迫切解決的痛點外，目前量產的激光雷達探測距離不足，只能滿足低速場景（如廠區內、校園內等）的應用。日常駕駛、高速駕駛的場景仍在測試過程中。當前機械式激光雷達的價格十分昂貴，Velodyne 在售的 64/32/16 線產品的官方定價分別為 8 萬/4 萬/8 千美元。一方面，機械式激光雷達由發射光源、轉鏡、接收器、微控馬達等精密零部件構成，制造難度大、物料成本較高；另一方面，...

1951年，美國物理學家Purcel(珀賽爾)在用微波波譜學的方法制定核磁矩的同時，意外地觀察到了50HZ的受激輻射，并把粒子數反轉稱為“負溫1度”狀態，這使人們對玻爾茲曼分布有了更全方面也更深刻的認識。同年，美國物理學家(Townes)湯斯提出了受激輻射微波放大的設想。1954年，湯斯和她的兩個學生戈登、曹格爾一起研制成功了波長為1.25cm的氨分子振蕩器,并把它稱為受激輻射微波放大器，按其字母縮寫為MASER，簡稱脈澤。時間來到1958年，湯斯與肖洛聯名在《物理評論》上發表了論文《紅外與光激射器》，這標志著激光作為一種新事物登上了歷史舞臺。1960年，梅安研制的紅寶石激光器發出了694.3...

目前的激光雷達，不光只有光探測與測量，更是一種集激光、全球定位系統（GPS）和IMU（InertialMeasurementUnit，慣性測量裝置）三種技術于一身的系統，用于獲得數據并生成精確的DEM（數字高程模型）。這三種技術的結合，可以高度準確地定位激光束打在物體上的光斑，測距精度可達厘米級，激光雷達較大的優勢就是"精確"和"快速、高效作業"。隨著激光雷達技術的進步與發展，星載激光雷達的研制和應用在20世紀90年代逐步成熟。2003年，NASA根據早先提出的采用星載激光雷達測量兩極地區冰面變化的計劃，正式將地學激光測高儀列入地球觀測系統中，并將其搭載在冰體、云量和陸地高度監測衛星上發射升空...

國外廠商在激光器和探測器行業耕耘較久，產品的成熟度和可靠性上有更多的實踐經驗和優勢，客戶群體也更為普遍。國內廠商近些年發展迅速，產品性能已經基本接近國外供應鏈水平，并已經有通過車規認證（AEC-Q102）的國產激光器和探測器出現，元器件的車規化是車規級激光雷達實現的基礎，國內廠商能夠滿足這一需求。相比國外廠商，國內廠商在產品的定制化上有較大的靈活性，價格也有一定優勢。光學部件方面，激光雷達公司一般為自主研發設計，然后選擇行業內的加工公司完成生產和加工工序。光學部件國內廠商的技術水平已經完全達到或超越國外供應鏈的水準，且有明顯的成本優勢，已經可以完全替代國外供應鏈和滿足產品加工的需求。激光雷達通...

激光光源，由于激光器發射的光線需要投射至整個FOV平面區域內，除了面光源可以直接發射整面光線外，點光源則需要做二維掃描覆蓋整個FOV區域，線光源需要做一維掃描覆蓋整個FOV區域。其中點光源根據光源發射的形式又可以分為EEL（Edge-Emitting Laser邊發射激光器）和VCSEL（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser垂直腔面發射激光器）兩種，二者區別在于EEL激光平行于襯底表面發出（如圖1），VCSEL激光垂直于襯底表面發出（如圖2）。其中VCSEL式易于進行芯片式陣列布置，通常使用此類光源進行陣列式布置形成線光源（一維陣列）或面光源（二維陣列）...

國外廠商在激光器和探測器行業耕耘較久，產品的成熟度和可靠性上有更多的實踐經驗和優勢，客戶群體也更為普遍。國內廠商近些年發展迅速，產品性能已經基本接近國外供應鏈水平，并已經有通過車規認證（AEC-Q102）的國產激光器和探測器出現，元器件的車規化是車規級激光雷達實現的基礎，國內廠商能夠滿足這一需求。相比國外廠商，國內廠商在產品的定制化上有較大的靈活性，價格也有一定優勢。光學部件方面，激光雷達公司一般為自主研發設計，然后選擇行業內的加工公司完成生產和加工工序。光學部件國內廠商的技術水平已經完全達到或超越國外供應鏈的水準，且有明顯的成本優勢，已經可以完全替代國外供應鏈和滿足產品加工的需求。智能停車系...

激光的誕生，光子入射到物質中，以刺激電子從較高能級過渡到較低能級，并發射光子。當原子處于某種激發態時，有能量合適的光子從該原子附近通過，該原子就會釋放出一個具有同樣電勢能的光子，從而躍遷到低能級狀態。入射光子和發射光子具有相同的波長和相位，該波長對應于兩個能級之間的能量差。一個光子刺激一個原子發射另一個光子，因此產生兩個相同的光子，1917年，愛因斯坦在量子理論的基礎上提出了一個嶄新的概念一一受激輻射:即在物質與輻射場的相互作用中,構成物質的原子或分子可以在光子的激勵下產生光子。借 360°x59° 超廣 FOV，Mid - 360 力保移動機器人作業現場安全。上海二維激光雷達正規LiDAR ...

激光雷達的分類，激光雷達行業具有較高的技術水準與技術壁壘，并同時具有技術創新能力強與產品迭代速度快的特征。其技術發展方向與半導體行業契合度高，激光雷達系統中主要的激光器、探測器、控制及處理單元均能從半導體行業的發展中受益，收發單元陣列化以及主要模塊芯片化是未來的發展趨勢。激光雷達可分成一維（1D）激光雷達、二維（2D）掃描激光雷達和三維（3D）掃描激光雷達。1D激光雷達只能用于線性的測距；2D掃描激光雷達只能在平面上掃描，可用于平面面積與平面形狀的測繪，如家庭用的掃地機器人；3D掃描激光雷達可進行3D空間掃描，用于戶外建筑測繪，它是駕駛輔助和自助式自動駕駛應用的重要車載傳感設備。3D激光雷達可...

從應用看，具備車規級量產實力的Tier1供貨商有法雷奧（Scala）、鐳神智能（CH32），Innovusion（Falcon）。2017年，奧迪A8為全球頭一款量產的L3級別自動駕駛的乘用車，其搭載的激光雷達便是法雷奧和Ibeo聯合研發的4線旋轉掃描鏡激光雷達。2020年，鐳神智能自主研發的CH32面世，成為全球第二款獲得車規級認證的轉鏡式激光雷達，目前已經規模化交付東風悅享量產前裝車型生產。2022年，搭載Innovusion Falcon激光雷達的蔚來ET7上市，該款激光雷達為1550nm方案，等效300線數。從售價看，法雷奧Scala 2為900歐元（約6500元人民幣），已經下降至車...

激光雷達難點：當周邊環境中存在透明介質 (如潔凈水體) 時，位于透明介質內部或后方的目標能夠被測到。由于光線在透明介質中會發生折射，被測目標實際上位于折射光路上，而測量結果則位于直線光路上，測量出的目標位置會發生偏差，此外，雷達也可能會收到兩個反射回波，一個來自于透明介質內部或后方的實際目標表面的反射，另一個來自于不完全潔凈的透明介質表面的漫反射，此時的測量結果不確定，有可能是介質表面，也可能是實際目標。激光雷達通過多角度掃描，獲取目標的完整信息。浙江汽車激光雷達哪家好要知道光速是每秒30萬公里。要區分目標厘米級別的精確距離，那對傳輸時間測量分辨率必須做到1納秒。要如此精確的測量時間，因此對應...

而如較新的 Livox Horizon 激光雷達，也包含了多回波信息及噪點信息，格式如下：每個標記信息由1字節組成：該字節中 bit7 和 bit6 為頭一組，bit5 和 bit4 為第二組，bit3 和 bit2 為第三組，bit1 和 bit0 為第四組。第二組表示的是該采樣點的回波次序。由于 Livox Horizon 采用同軸光路，即使外部無被測物體，其內部的光學系統也會產生一個回波，該回波記為第 0 個回波。隨后，若激光出射方向存在可被探測的物體，則較先返回系統的激光回波記為第 1 個回波，隨后為第 2 個回波，以此類推。如果被探測物體距離過近（例如 1.5m），第 1 個回波將會...

相比于半固態式和固態式激光雷達，機械旋轉式激光雷達的優勢在于可以對周圍環境進行360°的水平視場掃描，而半固態式和固態式激光雷達往往較高只能做到120°的水平視場掃描，且在視場范圍內測距能力的均勻性差于機械旋轉式激光雷達。由于無人駕駛汽車運行環境復雜，需要對周圍360°的環境具有同等的感知能力，而機械旋轉式激光雷達兼具360°水平視場角和測距能力遠的優勢，目前主流無人駕駛項目紛紛采用了機械旋轉式激光雷達作為主要的感知傳感器。具備出色抗強光能力，覽沃 Mid - 360 室內外環境切換性能無縫銜接。山西安防激光雷達半固態-棱鏡式激光雷達，無人機廠商大疆孵化覽沃科技（Livox）入局激光雷達，便是...

我們可以根據 LiDAR 能描繪出稀疏的三維世界的特點，而掃描得到的障礙物點云通常又比背景更密集，通過分類聚類的方法可以利用其進行感知障礙物。而隨著深度學習帶來的檢測和分割技術上的突破，LiDAR 已經能做到高效的檢測行人和車輛，輸出檢測框，即 3D bounding box，或者對點云中的每一個點輸出 label，更有甚者在嘗試使用 LiDAR 檢測地面上的車道線。在三維目標識別的對象方面，較初研究主要針對立方體、柱體、錐體以及二次曲面等簡單形體構成的三維目標。覽沃 Mid - 360 主動抗串擾，在室內多雷達場景中保持穩定探測。固態激光雷達廠家激光的誕生，光子入射到物質中，以刺激電子從較高...

在體積限制下，Flash激光雷達的功率密度不能很高。因此，Flash激光雷達目前的問題是，由于功率密度的限制，無法考慮三個參數：視場角、檢測距離和分辨率，即如果檢測距離較遠，則需要放棄視場角或分辨率；如果需要高分辨率，則需要放棄視場角或檢測距離。Flash激光雷達采用面光源泛光成像，其發射的光線會散布在整個視場內，因此不需要折射就可以覆蓋FOV區域了，難點在于如何提升其功率密度從而提升探測精度和距離，目前通常使用VCSEL光源組成二維矩陣形成面光源。電力巡檢時激光雷達識別線路故障，提高巡檢精度。深圳覓道Mid-360激光雷達哪家好點頻，即周期采集點數，因為激光雷達在旋轉掃描，因此水平方向上掃描...

激光雷達的應用：1測量測繪，1、地形測繪，激光雷達通過揭示地面細微的高程變化來展示地貌。它較大的優勢在于它是一個高速“采樣工具”，激光雷達每秒從空中向地面發出數十萬甚至上百萬個脈沖，正是這種密集的點云使我們能夠獲取真實地貌。2、建筑質量控制，使用LiDAR進行建筑掃描可以確保建筑與建筑信息模型(BIM)相匹配。將來自地面掃描的點云與BIM設計對比可保證施工質量并按計劃進行，LiDAR較大的優勢是實時掃描，能在項目早期發現缺陷，否則，任何有缺陷的結構返工都會浪費時間和金錢。自動駕駛巴士借助激光雷達感知周邊，安全接送乘客。國產激光雷達供應商當前所面臨的挑戰在于如何區分來自周邊其他LiDAR設備的信...

對于激光的波長，目前主要使用使用波長為905nm和1550nm的激光發射器，波長為1550nm的光線不容易在人眼液體中傳輸。故1550nm可在保證安全的前提下較大程度上提高發射功率。大功率能得到更遠的探測距離，長波長也能提高抗干擾能力。但是1550nm激光需使用InGaAs，目前量產困難。故當前更多使用Si材質量產905nm的LiDAR。通過限制功率和脈沖時間來保證安全性。技術原理，激光雷達探測的具體技術可以分為TOF飛行時間法與相干探測方法。其中ToF方法可以進一步區分為iToF和dToF方法；飛行時間（ToF）探測方法，通過直接計算發射及接收電磁波的時間差測量被測目標的距離；相干探測方法（...

泛光面陣式（FLASH），泛光面陣式是目前全固態激光雷達中較主流的技術，其原理也就是快閃，它不像 MEMS 或 OPA 的方案會去進行掃描，而是短時間直接發射出一大片覆蓋探測區域的激光，再以高度靈敏的接收器，來完成對環境周圍圖像的繪制。我們以目前較為成熟的車載 MEMS 式激光雷達為例，講解其關鍵的硬件參數。這主要是因為激光發射器和接收器不能做在一起導致的，此方案本身便存在小量的誤差。現在很多方案，都是向著共軸努力。激光雷達的測距精度，隨著距離的變化而變化。激光雷達在環境監測中用于監測大氣污染物的濃度。四川物流車激光雷達當三維點較為稠密的時候，可以像視覺一樣提取特征點和其周圍的描述子，主要通過...

緊接著，一個激光雷達如果能在同一個空間內，按照設定好的角度發射多條激光，就能得到多條基于障礙物的反射信號。再配合時間范圍、激光的掃描角度、GPS 位置和 INS 信息，經過數據處理后，這些信息配合x，y，z坐標，就會成為具有距離信息、空間位置信息等的三維立體信號，再基于軟件算法組合起來，系統就可以得到線、面、體等各種相關參數，以此建立三維點云圖，繪制出環境地圖，就能變成汽車的“眼睛”。激光雷達是由激光發射單元和激光接收單元組成，發射單元的工作方式是向外發射激光束層，層數越多，精度也越高(如下圖所示)，不過這也意味著傳感器尺寸越大。發射單元將激光發射出去后，當激光遇到障礙物會反射，從而被接收器接...