前言：

2017年，隨著奧迪A8首次在量產(chan) 車型上搭載來自法雷奧的激光雷達，激光雷達就被視為(wei) 實現幾何算法必備的傳(chuan) 感器。進入2021年以來，從(cong) 各家新車型的發布來看，激光雷達也開始在旗艦車型上實現量產(chan) 。本文針對量產(chan) 的激光雷達結構進行闡述，限於(yu) 篇幅僅(jin) 介紹硬件。

》》激光雷達結構《《

量產(chan) 車型激光雷達大多根據掃描方式分類，其中半固態（也叫混合固態）有轉鏡方案，棱鏡方案，微振鏡方案，全固態有OPA方案，Flash方案和電子掃描方案。機械雷達受限於(yu) 體(ti) 積和使用壽命問題無法大量在量產(chan) 車型上使用，更多的用於(yu) 算法標定和Robotaxi領域。

激光雷達主要包括激光罩，光發射部分，光學掃描部分，激光接收部分，信息處理，PCB板，結構件部分。

（機械雷達比較形象，尤其是右圖）

光罩的作用比較簡單，通過塗層和疊層結構，達到限製自然光進入，隻通過定波長的光的作用。

激光發射端主要作用是發射激光光源，同時對光的基本特性進行調製。

光源發射器件主要有EEL、VCSEL、PSCEL。EEL發光麵位於(yu) 半導體(ti) 晶圓的側(ce) 麵，具有高發光功率密度的優(you) 勢，但生產(chan) 成本較高，且一致性較差。VCSEL發光麵與(yu) 半導體(ti) 晶圓平行，其所形成的激光器陣列易於(yu) 與(yu) 平麵化的電路芯片鍵合，但傳(chuan) 統的VCSEL發光功率密度低，現在通過開發多層結VCSEL提升功率密度，進而取代EEL。如ibeo激光源便是VCEL，激光器供應商為(wei) 奧地利艾邁斯半導體(ti) 。PSCEL是EEL和VCSEL的集成，使用使用麵內(nei) 反饋和麵外表麵發射的激光器，目前還未大規模使用，代表企業(ye) 有Vector。

車載激光波長主要有905nm和1550nm兩(liang) 種。905nm具備成本優(you) 勢，早期機械激光雷達多采用此波長，但1550nm功率大，抗幹擾性更好，後續有傾(qing) 向采用1550nm波長，如Innovusion，禾賽科技，Luminar，Innoviz，Aeye，鐳神智能都采用了1550nm波長光源。

光調製主要根據測距算法來確定，現在主流的是TOF測距，FCMW方案在研居多，未來預計兩(liang) 者將會(hui) 並存。當然不同的算法對光源脈衝(chong) 的要求也不同。

掃描部分是通過控製激光反射方向實現掃描探測，也是區分機械雷達和固態雷達（固態沒有掃描部分）的關(guan) 鍵部分。

棱鏡式激光雷達比較典型的便是Livox，光線通過棱鏡後會(hui) 發生折射，進而改變發射方向。Livox采用雙棱鏡方案增加FOV角度，花瓣式掃描方案擴大點雲(yun) 密度，轉速約600r/min。

轉鏡式方案采用多邊形轉鏡發射改變激光發射方向，如Innovusion便采用了此種技術。結合電流掃描振鏡實現了等效300線的能力。電子掃描方案按照時間順序通過依次驅動不同視場的收發單元實現掃描。Flash則是短時間發射麵陣光源。

MEMS即通過微振鏡改變激光方向，速騰聚創、禾賽科技、Innoviz均有產(chan) 品。通過疊加微振鏡的層數，可擴大FOV角度。MEMS方案能實現激光雷達小型化的目的，但整體(ti) 成本受製於(yu) 微振鏡還是略高，同時微振鏡也會(hui) 帶來壽命問題。

OPA采用光學相控陣技術，通過施加電壓調節每個(ge) 相控單元的相位關(guan) 係，利用相幹原理，實現發射光束的偏轉，從(cong) 而完成係統對空間一定範圍的掃描測量。電子掃描方案按照時間順序通過依次驅動不同視場的收發單元實現掃描。Flash則是短時間發射麵陣光源。

信息處理即對反饋光線形成的點雲(yun) 進行解析，輸出點雲(yun) 內(nei) 容。目前開發專(zhuan) 用芯片替代原FPGA、DSP芯片。

》》總結《《

總體(ti) 來說激光雷達在量產(chan) 車領域還處於(yu) 非常早期的階段，當前除了可以判斷機械激光雷達排除應用之外，尚未看到有明確的技術方向。考慮到車載對性能和成本的要求，短期內(nei) 半固態激光雷達更容易受到客戶青睞。