激光雷達是集激光、全球定位系統(tǒng)（GPS）、和IMU（慣性測量裝置）三種技術(shù)于一身的系統(tǒng)，相比普通雷達，激光雷達具有分辨率高，隱蔽性好、抗干擾能力更強等優(yōu)勢。

隨著科技的不斷發(fā)展，激光雷達的應(yīng)用越來越廣泛，在機器人、無人駕駛、無人車等領(lǐng)域都能看到它的身影。它是以激光作為探測手段，通過測量光脈沖的飛行時間來計算距離，進而構(gòu)建出周圍環(huán)境的立體圖像。隨著技術(shù)的不斷進步，激光雷達也經(jīng)歷了從機械式到混合固態(tài)，再到全固態(tài)的演變。

近期，明治重磅推出了全固態(tài)激光雷達AS5000，開啟了新年3D空間智能感知的新篇章。

那么本期干貨內(nèi)容，小明將帶您深入了解這三種不同類型的激光雷達原理和選型秘訣，揭開它們神秘的面紗！

機械式激光雷達

機械式激光雷達是發(fā)展歷史最為悠久的，這類激光雷達的發(fā)射器和接收器都安裝在旋轉(zhuǎn)部件上，通過電機和轉(zhuǎn)臺帶動光機結(jié)構(gòu)整體 360° 旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)全方位的環(huán)境感知。

機械式激光雷達通常包括發(fā)射器、接收器和旋轉(zhuǎn)鏡片，這些組件共同作用以生成高精度的雷達點云數(shù)據(jù)。

明治傳感擁有豐富的?機械式單線激光雷達產(chǎn)品系，避障型、導航型可選。掃描范圍360°，最高掃描頻率30Hz串口(Type-C?接口)通訊，可在線輸出測量數(shù)據(jù)(含各方向距離和光強數(shù)據(jù))

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優(yōu)點：機械式激光雷達具有較高的精度和分辨率，適用于長距離探測和高精度測繪任務(wù)。例如，在自動駕駛汽車中，機械式激光雷達可以提供精確的環(huán)境感知能力，幫助車輛進行路徑規(guī)劃和障礙物檢測。

缺點：由于其復雜的機械結(jié)構(gòu)，機械式激光雷達體積較大、成本較高，并且容易受到振動和環(huán)境因素的影響，因此在量產(chǎn)和可靠性方面存在一定的局限性。

混合固態(tài)激光雷達

既要滿足體積小，又要精度高、視角廣，半固態(tài)激光雷達應(yīng)運而生。

混合固態(tài)激光雷達是一種介于機械式和全固態(tài)之間的技術(shù)，它結(jié)合了機械部件和固態(tài)部件的優(yōu)點?；旌瞎虘B(tài)激光雷達通常采用固定發(fā)射器和接收器，通過內(nèi)部運動的反射鏡或轉(zhuǎn)鏡來改變激光束的方向，從而實現(xiàn)掃描。

根據(jù)運動部件類型不同，混合固態(tài)激光雷達又可以細分為轉(zhuǎn)鏡類混合固態(tài)激光雷達、MEMS混合固態(tài)激光雷達和棱鏡類混合固態(tài)激光雷達。

優(yōu)點：混合固態(tài)激光雷達相比機械式激光雷達體積更小、成本更低，同時具備一定的掃描速度和可靠性。例如，MEMS（微機電系統(tǒng)）激光雷達利用微型鏡片快速掃描，能夠?qū)崿F(xiàn)較高的幀率和較低的功耗。

缺點：混合固態(tài)激光雷達的視場角（FOV）相對較小，且掃描線數(shù)有限，因此在某些需要大范圍掃描的應(yīng)用中可能表現(xiàn)不佳。

全固態(tài)激光雷達

Flash技術(shù) OPA技術(shù)

這里的固態(tài)，不是我們?nèi)粘＠斫獾囊簯B(tài)、固態(tài)，而是指雷達內(nèi)部完全沒有運動部件，僅通過半導體技術(shù)實現(xiàn)光束的發(fā)射、掃描和接收。它取消了復雜和高頻轉(zhuǎn)動的機械結(jié)構(gòu)，不僅能降低物料和量產(chǎn)成本，也能提升產(chǎn)品可靠性、生產(chǎn)效率和一致性，還將體積有效的壓縮，符合車規(guī)，潛力巨大，隨著技術(shù)的進步，全固態(tài)激光雷達的成本正在逐漸降低，并且在某些應(yīng)用中表現(xiàn)出較高的性價比。目前常見固態(tài)激光雷達分為光學相控陣（OPA）和閃光式（Flash）。

Flash固態(tài)激光雷達：

采用類照相機工作模式，它原理是短時間向前方發(fā)射大面積覆蓋的激光，就好比連續(xù)打開的手電筒，通過高度靈敏的接收器實現(xiàn)對環(huán)境周圍圖像的繪制，一次性實現(xiàn)全局成像。

Flash激光雷達的原理類似于拍照，但最終生成的數(shù)據(jù)包含了深度等3D數(shù)據(jù)，而它也是目前純固態(tài)激光雷達最主流的技術(shù)方案。

這種技術(shù)雖然探測距離較短，但具有較高的探測精度和快速掃描能力

OPA固態(tài)激光雷達：

高系統(tǒng)集成度的光學相控陣技術(shù)（OPA）能夠滿足在自動駕駛和無人機測繪等應(yīng)用中表現(xiàn)出色，滿足全固態(tài)、小型化的發(fā)展需求。

利用光束的相位控制技術(shù)，無需機械運動部件，能夠?qū)崿F(xiàn)快速掃描和高分辨率成像。具有高精度和大掃描范圍的特點。

激光器功率均分到多路相位調(diào)制器陣列，光場通過光學天線發(fā)射，在空間遠場相干疊加形成一個具有較強能量的光束。

經(jīng)過特定相位調(diào)制后的光場在發(fā)射天線端產(chǎn)生波前的傾斜，從而在遠場反映成光束的偏轉(zhuǎn)，通過施加不同相位，可以獲得不同角度的光束形成掃描的效果。

由于沒有機械部件，OPA可以通過控制每個元件的相位和振幅來實現(xiàn)快速掃描，從而提高系統(tǒng)的掃描速度。

綜上所述，機械式、半固態(tài)和全固態(tài)激光雷達各有千秋，它們在不同的應(yīng)用場景中發(fā)揮著不可替代的作用。

機械式激光雷達以其高精度和遠距離探測能力，在自動駕駛汽車和測繪領(lǐng)域獨占鰲頭；

半固態(tài)激光雷達則以其較小的體積、較高的穩(wěn)定性和相對低廉的成本，成為眾多智能設(shè)備的首選；

而全固態(tài)激光雷達，憑借其超小的體積、超高的掃描頻率和潛在的低成本優(yōu)勢，正逐步成為未來智能技術(shù)發(fā)展的主流方向。

隨著技術(shù)的不斷突破和成本的進一步降低，激光雷達技術(shù)必將不斷突破，在更多領(lǐng)域大放異彩，為大家?guī)砀又悄?、便捷的體驗。