國(guó)外廠商在激光器和探測(cè)器行業(yè)耕耘較久，產(chǎn)品的成熟度和可靠性上有更多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和優(yōu)勢(shì)，客戶群體也更為普遍。國(guó)內(nèi)廠商近些年發(fā)展迅速，產(chǎn)品性能已經(jīng)基本接近國(guó)外供應(yīng)鏈水平，并已經(jīng)有通過車規(guī)認(rèn)證（AEC-Q102）的國(guó)產(chǎn)激光器和探測(cè)器出現(xiàn)，元器件的車規(guī)化是車規(guī)級(jí)激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，國(guó)內(nèi)廠商能夠滿足這一需求。相比國(guó)外廠商，國(guó)內(nèi)廠商在產(chǎn)品的定制化上有較大的靈活性，價(jià)格也有一定優(yōu)勢(shì)。光學(xué)部件方面，激光雷達(dá)公司一般為自主研發(fā)設(shè)計(jì)，然后選擇行業(yè)內(nèi)的加工公司完成生產(chǎn)和加工工序。光學(xué)部件國(guó)內(nèi)廠商的技術(shù)水平已經(jīng)完全達(dá)到或超越國(guó)外供應(yīng)鏈的水準(zhǔn)，且有明顯的成本優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)可以完全替代國(guó)外供應(yīng)鏈和滿足產(chǎn)品加工的需求。激光雷達(dá)的發(fā)展與新材料、新技術(shù)、人工智能等領(lǐng)域的融合密切相關(guān)，相互促進(jìn)和推動(dòng)著各自的發(fā)展進(jìn)步。天津地面激光雷達(dá)
在體積限制下，F(xiàn)lash激光雷達(dá)的功率密度不能很高。因此，F(xiàn)lash激光雷達(dá)目前的問題是，由于功率密度的限制，無法考慮三個(gè)參數(shù)：視場(chǎng)角、檢測(cè)距離和分辨率，即如果檢測(cè)距離較遠(yuǎn)，則需要放棄視場(chǎng)角或分辨率；如果需要高分辨率，則需要放棄視場(chǎng)角或檢測(cè)距離。Flash激光雷達(dá)采用面光源泛光成像，其發(fā)射的光線會(huì)散布在整個(gè)視場(chǎng)內(nèi)，因此不需要折射就可以覆蓋FOV區(qū)域了，難點(diǎn)在于如何提升其功率密度從而提升探測(cè)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。天津地面激光雷達(dá)二維激光雷達(dá)能夠提供目標(biāo)物體在平面方向上的準(zhǔn)確測(cè)量，適用于多種環(huán)境下的距離感知任務(wù)。
線數(shù)，線數(shù)越高，表示單位時(shí)間內(nèi)采樣的點(diǎn)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(dá)。分辨率，分辨率和激光光束之間的夾角有關(guān)，夾角越小，分辨率越高。固態(tài)激光雷達(dá)的垂直分辨率和水平分辨率大概相當(dāng)，約為0.1°，旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)的水平角分辨率為0.08°，垂直角分辨率約為0.4°。探測(cè)距離，激光雷達(dá)的較大測(cè)量距離。在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域應(yīng)用的激光雷達(dá)的測(cè)距范圍普遍在100~200m左右。測(cè)量精度，激光雷達(dá)的數(shù)據(jù)手冊(cè)中的測(cè)量精度(Accuracy)常表示為，例如±2cm的形式。精度表示設(shè)備測(cè)量位置與實(shí)際位置偏差的范圍。
緊接著，一個(gè)激光雷達(dá)如果能在同一個(gè)空間內(nèi)，按照設(shè)定好的角度發(fā)射多條激光，就能得到多條基于障礙物的反射信號(hào)。再配合時(shí)間范圍、激光的掃描角度、GPS 位置和 INS 信息，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后，這些信息配合x，y，z坐標(biāo)，就會(huì)成為具有距離信息、空間位置信息等的三維立體信號(hào)，再基于軟件算法組合起來，系統(tǒng)就可以得到線、面、體等各種相關(guān)參數(shù)，以此建立三維點(diǎn)云圖，繪制出環(huán)境地圖，就能變成汽車的“眼睛”。激光雷達(dá)是由激光發(fā)射單元和激光接收單元組成，發(fā)射單元的工作方式是向外發(fā)射激光束層，層數(shù)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(fā)射單元將激光發(fā)射出去后，當(dāng)激光遇到障礙物會(huì)反射，從而被接收器接收，接收器根據(jù)每束激光發(fā)射和返回的時(shí)間，創(chuàng)建一組點(diǎn)云，高質(zhì)量的激光雷達(dá)，每秒較多可以發(fā)出200多束激光。微波激光雷達(dá)的反射信號(hào)不易受大氣濕度、雨雪等天氣影響，適用于復(fù)雜氣象條件下的目標(biāo)檢測(cè)與追蹤。
現(xiàn)代雷達(dá)的波長(zhǎng)一般是到米級(jí)別，例如火控雷達(dá)的波長(zhǎng)是1-5厘米，汽車?yán)走_(dá)的波長(zhǎng)是1-10毫米。當(dāng)波長(zhǎng)進(jìn)一步壓縮（頻率進(jìn)一步提高），在紅外線、可見光、紫外線區(qū)域即可激發(fā)出激光，用激光做探測(cè)源的雷達(dá)，稱為激光雷達(dá)。1928年，德國(guó)的Landenburg(蘭登伯格)在研究氛氣色散現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)間接證實(shí)了受激輻射的存在，也直接給出了受激輻射的發(fā)生條件是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。1947年，Lamb(蘭姆)和Reherford(雷瑟福)在氧原子光譜中發(fā)現(xiàn)了明顯的受激輻射這是受激輻射頭一次被實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，蘭姆也因此在1955年獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。1950年，法國(guó)物理學(xué)家Kastler(卡斯特勒)提出了光學(xué)泵浦的方法。他也因?yàn)樘岢隽诉@種利用光學(xué)于段研究微波諧振的方法而獲諾貝爾獎(jiǎng)。激光雷達(dá)在管道檢測(cè)中用于發(fā)現(xiàn)潛在的泄漏和損壞。廣西航道激光雷達(dá)
激光雷達(dá)數(shù)據(jù)對(duì)于城市規(guī)劃和建筑設(shè)計(jì)具有重要意義。天津地面激光雷達(dá)
激光雷達(dá)能夠準(zhǔn)確輸出障礙物的大小和距離，通過算法對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理可以輸出障礙物的3D框，如：3D行人檢測(cè)、3D車輛檢測(cè)等；亦可進(jìn)行車道線檢測(cè)、場(chǎng)景分割等任務(wù)。除了障礙物感知，激光雷達(dá)還可以用來制作高精度地圖。地圖采集過程中，激光雷達(dá)每隔一小段時(shí)間輸出一幀點(diǎn)云數(shù)據(jù)，這些點(diǎn)云數(shù)據(jù)包含環(huán)境的準(zhǔn)確三維信息，通過把這些點(diǎn)云數(shù)據(jù)做拼接，就可以得到該區(qū)域的高精度地圖。在定位方面，智能車在行駛過程中利用當(dāng)前激光雷達(dá)采集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)幀和高精度地圖做匹配，可以獲取智能車的位置。天津地面激光雷達(dá)