激光雷達(dá)

激光雷達(dá)，是以發(fā)射激光束探測(cè)目標(biāo)的位置、速度等特征量的雷達(dá)系統(tǒng)。其工作原理是向目標(biāo)發(fā)射探測(cè)信號(hào)(激光束),然后將接收到的從目標(biāo)反射回來(lái)的信號(hào)(目標(biāo)回波)與發(fā)射信號(hào)進(jìn)行比較,作適當(dāng)處理后,就可獲得目標(biāo)的有關(guān)信息,如目標(biāo)距離、方位、高度、速度、姿態(tài)、甚至形狀等參數(shù),從而對(duì)飛機(jī)等目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)、跟蹤和識(shí)別。它由激光發(fā)射機(jī)、光學(xué)接收機(jī)、轉(zhuǎn)臺(tái)和信息處理系統(tǒng)等組成，激光器將電脈沖變成光脈沖發(fā)射出去，光接收機(jī)再把從目標(biāo)反射回來(lái)的光脈沖還原成電脈沖，送到顯示器。

調(diào)頻連續(xù)波FMCW激光雷達(dá)

以三角波調(diào)頻連續(xù)波為例來(lái)介紹其測(cè)距/測(cè)速原理。藍(lán)色為發(fā)射信號(hào)頻率，紅色為接收信號(hào)頻率，發(fā)射的激光束被反復(fù)調(diào)制，信號(hào)頻率不斷變化。激光束擊中障礙物被反射，反射會(huì)影響光的頻率，當(dāng)反射光返回到檢測(cè)器，與發(fā)射時(shí)的頻率相比，就能測(cè)量?jī)煞N頻率之間的差值，與距離成比例，從而計(jì)算出物體的位置信息。FMCW的反射光頻率會(huì)根據(jù)前方移動(dòng)物體的速度而改變，結(jié)合多普勒效應(yīng)，即可計(jì)算出目標(biāo)的速度。

激光雷達(dá)

激光雷達(dá)分為機(jī)械式激光雷達(dá)、混合固態(tài)激光雷達(dá)和固態(tài)激光雷達(dá)。機(jī)械式激光雷達(dá)以一定的速度旋轉(zhuǎn)，在水平方向采用機(jī)械 360°旋轉(zhuǎn)掃描，在垂直方向采用定向分布式掃描以搜集動(dòng)態(tài)信息；混合固態(tài)激光雷達(dá) MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）微鏡把所有的機(jī)械部件集成到單個(gè)芯片上，利用半導(dǎo)體工藝生產(chǎn)，不需要機(jī)械式旋轉(zhuǎn)電機(jī)，而是以電的方式來(lái)控制光束；固態(tài)激光雷達(dá)分為 OPA 固態(tài)激光雷達(dá)和 Flash 固態(tài)激光雷達(dá)，其中 OPA技術(shù)原理與相控陣?yán)走_(dá)類(lèi)似，它由元件陣列組成，通過(guò)控制每個(gè)元件發(fā)射光的相位和振幅來(lái)控制光束，無(wú)需任何機(jī)械部件；Flash 面陣式激光雷達(dá)不同于以上三種逐點(diǎn)掃描的模式，它利用激光器同時(shí)照亮整個(gè)場(chǎng)景，對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行光覆蓋，一次性實(shí)現(xiàn)全局成像。

激光雷達(dá)

作為未來(lái)自動(dòng)駕駛傳感器的代表，激光雷達(dá)技術(shù)主要掌握在 Velodyne、Quanergy、Ibeo 三家國(guó)外企業(yè)中。美國(guó) Velodyne 成立于 1983 年，其機(jī)械式激光雷達(dá)起步較早，技術(shù)，同時(shí)與谷歌、通用汽車(chē)、福特、Uber、百度等自動(dòng)駕駛企業(yè)建立了合作關(guān)系，占據(jù)了車(chē)載激光雷達(dá)大部分的市場(chǎng)份額。Quanergy 成立于 2012 年，2014年推出其款產(chǎn)品 M8-1，并在奔馳、現(xiàn)代等公司的實(shí)驗(yàn)車(chē)型上得到應(yīng)用，M8 之后Quanergy 相繼發(fā)布的產(chǎn)品都開(kāi)始走固態(tài)路線(xiàn)，采用了 OPA 光學(xué)相控陣技術(shù)，規(guī)模量產(chǎn)后將大幅降低傳感器價(jià)格。Ibeo 成立于 1998 年，是個(gè)擁有車(chē)規(guī)級(jí)激光雷達(dá)的企業(yè)，其于 2017 年推出了全固態(tài)激光雷達(dá) A-Sample 樣機(jī)。