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固态激光雷达三种技术手段

所谓的固态激光雷达，大家普遍的认识是不旋转的就是固态激光雷达。通常分为三种，基于相控阵、Flash、MEMS三种方式实现的。

采用相控阵原理实现固态激光雷达，完全取消了机械结构，通过调节发射阵列中每个发射单元的相位差来改变激光的出射角度。光学相控阵一般都是通过电信号对其相位进行严格的控制实现光束指向扫描，因此也可以称为电子扫描技术。但也易形成旁瓣，影响光束作用距离和角分辨率，同时生产难度高。但要提高扫描频率并不只是简单的加速激光雷达内部扫描电机旋转这么简单，对应的需要提高测距采样率。

采用3D Flash技术的固态激光雷达属于非扫描式雷达，发射面阵光，是以2维或3维图像为重点输出内容的激光雷达。虽然稳定性和成本不错，但主要问题在于探测距离较近，在技术的可靠性方面还存在问题。

而基于MEMS的固态激光雷达，是通过微振镜的方式改变单个的发射角度进行扫描，由此形成一种面阵的扫描视野。目前基于MEMS方式的激光雷达，有很多的厂家在研发。MEMS相对于前两者，技术上更容易实现，且价格也比较低廉。因此被主机厂商也一致看好。后者常采用海洋激光荧光雷达，通过对激光诱导目标物发射的荧光等光谱信号的探测分析以获得海洋浮游生物及叶绿素等物质的种类和浓度分布信息。

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激光雷达技术简介

激光雷达技术是无人驾驶汽车和智能驾驶的关键***技术之一，因测距精度高、方向性强、响应快、不受地面杂波影响等优势，且能有效提供车辆決策与控制系统所需之信息，成为目前无人驾驶和智能驾环境感测有效方案。激光雷达是导航、定位、避障***的***传感部件。激光雷达需要高精度，高均匀性的激光脉冲阵列作为探测光源，但需要更高的激光功率和探测精度。因此在激光雷达中，微光学模组更是***的***组件。虽然很多激光传感器的水平视场角是360°的，我们实际应用时一般只会用到90°-120°。

近年来，随着技术的进步，激光雷达的应用领域也在逐渐扩大，不仅在环保、农业、海洋和测绘等领域发挥了重要作用，在机器人、无人驾驶、智能装备、智能家居等领域也显示出良好的应用前景，再加上国家对这些高新技术的支持，我国激光雷达行业将迎来蓬勃发展。机载激光雷达是一种安装在飞机上的机载激光探测和测距系统，可以量测地面物体的三维坐标。

激光雷达的原理与结构

与雷达原理相似，激光雷达使用的技术是飞行时间（TOF， Time of Flight）。具体而言，就是根据激光遇到障碍物后的折返时间，计算目标与自己的相对距离。激光光束可以准确测量视场中物体轮廓边沿与设备间的相对距离，这些轮廓信息组成所谓的点云并绘制出3D环境地图，精度可达到厘米级别，从而提高测量精度。而对于激光雷达来说,只有被照射的目标才会产生反射,完全不存在地物回波的影响，因此可以'零高度'工作，低空探测性能较微波雷达强了许多。

想象一下，当发出光脉冲时启动秒表，然后当光脉冲返回时停止计时器。通过测量激光的“飞行时间”，并且知道脉冲行进的速度，就可以计算距离。光以每秒30万千米的速度传播，因此需要非常高精度的设备来产生关于距离的数据。

激光雷达的分类

激光雷达按有无机械旋转部件分类，包括机械激光雷达和固态激光雷达。机械激光雷达带有控制激光发射角度的旋转部件，而固态激光雷达则依靠电子部件来控制激光发射角度，无需机械旋转部件。

机械激光雷达由光电二极管、MEMS反射镜、激光发射接受装置等组成，其中机械旋转部件是指图中可360°控制激光发射角度的MEMS发射镜。

固态激光雷达与机械雷达不同，它通过光学相控阵列（OpticalPhasedArray）、光子集成电路（PhotonicIC）以及远场辐射方向图（FarFieldRadiationPattern）等电子部件代替机械旋转部件实现发射激光角度的调整。经过多年努力,科学家们已研制出火控激光雷达、侦测激光雷达、制导激光雷达、靶场测量激光雷达、导航激光雷达等。