MEMS激光雷达模组，光学相控阵式(OPA)，相控阵发射器由若干发射接收单元组成阵列，通过改变加载在不同单元的电压，进而改变不同单元发射光波特性，实现对每个单元光波的单独控制，通过调节从每个相控单元辐射出的光波之间的相位关系，在设定方向上产生互相加强的干涉从而实现强度高光束，而其他方向上从各个单元射出的光波彼此相消。组成相控阵的各相控单元在程序的控制下可使一束或多束强度高光束按设计指向实现空域扫描。但光学相控阵的制造工艺难度较大，这是由于要求阵列单元尺寸必需不大于半个波长，普通目前激光雷达的任务波长均在1微米左右，这就意味着阵列单元的尺寸必需不大于500纳米。而且阵列数越多，阵列单元的尺寸越小...

在三维模型重建方面，较初的研究集中于邻接关系和初始姿态均已知时的点云精配准、点云融合以及三维表面重建。在此，邻接关系用以指明哪些点云与给定的某幅点云之间具有一定的重叠区域，该关系通常通过记录每幅点云的扫描顺序得到。而初始姿态则依赖于转台标定、物体表面标记点或者人工选取对应点等方式实现。这类算法需要较多的人工干预，因而自动化程度不高。接着，研究人员转向点云邻接关系已知但初始姿态未知情况下的三维模型重建，常见方法有基于关键点匹配、基于线匹配、以及基于面匹配 等三类算法。航空测绘依靠激光雷达获取数据，服务城市规划建设。上海无人叉车激光雷达半固态-棱镜式激光雷达，无人机厂商大疆孵化览沃科技（Livox...

RSoft 工具，能够支持对片上LiDAR器件进行复杂的布局设计。任何单一仿真工具都无法胜任如此复杂性质的设计问题。组合使用RSoft工具，如FullWAVE FDTD用于发射器，Multiphysics Utility用于T-O Phaser，BeamPROP BPM用于分束器，将会达成较佳布局设计。OptSim，用于设计和模拟光通信系统。光学相干断层扫描（OCT）和光探测和测距（LiDAR）应用中接收到的射频频谱，得到飞行时间（ToF）的分辨率及测量结果。OptoCompiler，用于光子集成电路。光子集成电路的应用领域也在持续扩展，从数据中心中的收发器和开关到更多样化的汽车，生物医学和传...

车联网+机器人，智慧城市、车联网等场景有助于催生路侧激光雷达市场成长。世界范围来看，中国车联网发展速度较快，战略化程度较高。2020 年 2 月，国家发展革新委、工信部、科技部等 11 个部委联合印发《智能汽车创新发展战略》，提出到 2025 年，车用无线通信网络（LTE-V2X 等）实现区域覆盖，新一代车用无线通信网络（5G-V2X）逐步开展应用，高精度时空基准服务网络实现全覆盖。激光雷达结合智能算法，能够提供高精度的位置、形状、姿态等信息，实现对交通状况进行全局性的精确把控，对车路协同功能的实现至关重要。随着智能城市、智能交通项目的落地，未来该市场对激光雷达的需求将呈现稳定增长态势。突破传...

泛光面阵式（FLASH），泛光面阵式是目前全固态激光雷达中较主流的技术，其原理也就是快闪，它不像 MEMS 或 OPA 的方案会去进行扫描，而是短时间直接发射出一大片覆盖探测区域的激光，再以高度灵敏的接收器，来完成对环境周围图像的绘制。我们以目前较为成熟的车载 MEMS 式激光雷达为例，讲解其关键的硬件参数。这主要是因为激光发射器和接收器不能做在一起导致的，此方案本身便存在小量的误差。现在很多方案，都是向着共轴努力。激光雷达的测距精度，随着距离的变化而变化。激光雷达在建筑施工中用于精确测量和定位。北京连续波激光雷达激光雷达是20世纪60年代初次提出的一项技术， 随着应用的普遍，在过去的几年里，...

MEMS：MEMS激光雷达通过“振动”调整激光反射角度，实现扫描，激光发射器固定不动，但很考验接收器的能力，而且寿命同样是行业内的重大挑战。支撑振镜的悬臂梁角度有限，覆盖面很小，所以需要多个雷达进行共同拼接才能实现大视角覆盖，这就会在每个激光雷达扫描的边缘出现不均匀的畸变与重叠，不利于算法处理。另外，悬臂梁很细，机械寿命也有待进一步提升。振镜+转镜：在转镜的基础上加入振镜，转镜负责横向，振镜负责纵向，满足更宽泛的扫射角度，频率更高价格相比前两者更贵，但同样面临寿命问题。激光雷达的扫描模式多样，适应不同场景的需求。觅道Mid-70激光雷达生产厂家辅助驾驶，在目前的L2/L3级高级辅助驾驶中，激光...

有几个原因：我们这里说的激光雷达，是指 TOF 激光雷达，TOF 测距，靠的是 TDC 电路提供计时，用光速乘以单向时间得到距离，但限于成本，TDC 一般由 FPGA 的进位链实现，本质上是对一个低频的晶振信号做差值，实现高频的计数。所以，测距的精度，强烈依赖于这个晶振的精度。而晶振随着时间的推移，存在累计误差；距离越远，接收信号越弱，雷达自身的寻峰算法越难以定位到较佳接收时刻，这也造成了精度的劣化；而由于激光雷达检测障碍物的有效距离和较小垂直分辨率有关系，也就是说角度分辨率越小，则检测的效果越好。如果两个激光光束之间的角度为 0.4°，那么当探测距离为 200m 的时候，两个激光光束之间的距...

测距准度：激光雷达探测得到距离数据与真值之间的差距,准度越高表示测量结果与真实数据符合程度越高。点频：激光雷达每秒完成探测并获取的探测点的数目。抗干扰：激光雷达对工作同一环境下、采用相同激光波段的其他激光雷达的干扰信号的抵抗能力,抗干扰能力越强说明在多台激光雷达共同工作的条件下产生的噪点率越低功耗：激光雷达系统工作状态下所消耗的电功率。激光雷达线数：一般指激光雷达垂直方向上的测量线的数量,对于一定的角度范围,线数越多表示角度分辨率越高,对目标物的细节分辨能力越强。激光雷达的扫描速度快，提高了数据处理效率。江苏泰览Tele-15激光雷达价位泛光面阵式（FLASH），泛光面阵式是目前全固态激光雷达...

工作原理，相控阵雷达发射的是电磁波，OPA（Optical Phase Array的简称,即光学相控阵）激光雷达发射的是光，而光和电磁波一样也表现出波的特性，所以原理上是一样的。波与波之间会产生干涉现象，通过控制相控阵雷达平面阵列各个阵元的电流相位，利用相位差可以让不同的位置的波源会产生干涉（类似的是两圈水波相互叠加后，有的方向会相互抵消，有的会相互增强），从而指向特定的方向，往复控制便得以实现扫描效果。利用光的相干性质，通过人为控制相位差实现不同方向的光发射效果；我们知道光和电磁波一样也表现出波的特性，因此同样可以利用相位差控制干涉让激光“转向”特定的角度，往复控制实现扫描效果。览沃 Mid...

点频，即周期采集点数，因为激光雷达在旋转扫描，因此水平方向上扫描的点数和激光雷达的扫描频率有一定的关系，扫描越快则点数会相对较少，扫描慢则点数相对较多。一般这个参数也被称为水平分辨率，比如激光雷达的水平分辨率为 0.2°，那么扫描的点数为 360°/0.2°=1800，也就是说水平方向会扫描 1800 次。那么激光雷达旋转一周，即一个扫描周期内扫描的点数为 1800*64=115200。比如禾赛 64 线激光雷达，扫描频率为 10Hz 的时候水平角分辨率为 0.2°，在扫描频率为 20Hz 的时候角分辨率为 0.4°（扫描快了，分辨率变低了）。输出的点数和计算的也相符合 1152000 pts...

要知道光速是每秒30万公里。要区分目标厘米级别的精确距离，那对传输时间测量分辨率必须做到1纳秒。要如此精确的测量时间，因此对应的测量系统的成本就很难降到很低，需要使用巧妙的方法降低测量难度。首先，我们需要明确，激光雷达并不是单独运作的，一般是由激光发射器、接收器和惯性定位导航三个主要模块组成。当激光雷达工作的时候，会对外发射激光，在遇到物体后，激光折射回来被CMOS传感器接收，从而测得本体到障碍物的距离。从原理来看，只要需要知道光速、和从发射到CMOS感知的时间就可以测出障碍物的距离，再结合实时GPS、惯性导航信息与计算激光雷达发射出去角度，系统就可以得到前方物体的坐标方位和距离信息。农业植保...

目前激光雷达厂商主要使用波长为 905nm 和 1550nm 的激光发射器，波长为 1550nm 的光线不容易在人眼液体中传输，这意味着采用波长为 1550nm 激光的激光雷达的功率可以相当高，而不会造成视网膜损伤。更高的功率，意味着更远的探测距离，更长的波长，意味着更容易穿透粉尘雾霾。但受制于成本原因，生产波长为1550纳米的激光雷达，要求使用昂贵的砷化镓材料。厂商更多选择使用硅材料制造接近于可见光波长的 905nm 的激光雷达，并严格限制发射器的功率，避免造成眼睛的长久性损伤。安防监控运用激光雷达实时监测，及时发现入侵异常情况。隧道激光雷达厂家精选旋转透射棱镜：棱镜激光雷达也称为双楔形棱镜...

发射端与预定目标之间的大气杂质会产生虚假回波——这些大气杂质产生的虚假回波可能会非常强烈，以至于无法可靠的检测到来自预定目标物的回波信号。可用光功率限制——更高功率的光束可以提供更高的精度，但也更加昂贵。扫描速度——激光光源的工作频率可能对人眼造成危害并引发安全问题，然而我们可以通过其他方法来缓解这个问题。例如，固态LiDAR能够在不威胁人眼安全的波长下运行，并且还能照亮更广阔的区域。来自附近其他LiDAR装置的信号串扰可能会干扰目标信号。考古发掘使用激光雷达扫描遗址，助力文物保护研究。四川电力激光雷达新思科技提供的多个光学和光子学工具，可用于支持LiDAR的系统级和元件级设计：CODE V ...

线数，线数越高，表示单位时间内采样的点就越多，分辨率也就越高，目前无人驾驶车一般采用32线或64线的激光雷达。分辨率，分辨率和激光光束之间的夹角有关，夹角越小，分辨率越高。固态激光雷达的垂直分辨率和水平分辨率大概相当，约为0.1°，旋转式激光雷达的水平角分辨率为0.08°，垂直角分辨率约为0.4°。探测距离，激光雷达的较大测量距离。在自动驾驶领域应用的激光雷达的测距范围普遍在100~200m左右。测量精度，激光雷达的数据手册中的测量精度(Accuracy)常表示为，例如±2cm的形式。精度表示设备测量位置与实际位置偏差的范围。激光雷达在地质勘探中实现了对地下矿藏的精确定位。天津激光雷达规格ME...

反射率，反射率是指物体反射的辐射能量占总辐射能量的百分比，比如说某物体的反射率是20%，表示物体接收的激光辐射中有20%被反射出去了。不同物体的反射率不同，这主要取决于物体本身的性质（表面状况），如果反射率太低，那么激光雷达收不到反射回来的激光，导致检测不到障碍物。激光雷达一般要求物体表面的反射率在10%以上，用激光雷达采集高精度地图的时候，如果车道线的反射率太低，生成的高精度地图的车道线会不太清晰。扫描帧频，激光雷达点云数据更新的频率。对于混合固态激光雷达来说，也就是旋转镜每秒钟旋转的圈数，单位Hz。例如，10Hz即旋转镜每秒转10圈，同一方位的数据点更新10次。激光雷达在智能机器人导航中发...

当三维点较为稠密的时候，可以像视觉一样提取特征点和其周围的描述子，主要通过选择几何属性（如法线和曲率）比较有区分度的点，在计算其局部邻域的几何属性的统计得到关键点的描述子，而当处理目前市面上的激光雷达得到的单帧点云数据时，由于点云较为稀疏，主要依靠每个激光器在扫描时得到的环线根据曲率得到特征点。而有了两帧点云的数据根据配准得到了相对位姿变换关系后，我们便可以利用激光雷达传感器获得的数据来估计载体物体的位姿随时间的变化而改变的关系。比如我们可以利用当前帧和上一帧数据进行匹配，或者当前帧和累计堆叠出来的子地图进行匹配，得到位姿变换关系，从而实现里程计的作用。探测距离可为 10cm，览沃 Mid -...

辅助驾驶，在目前的L2/L3级高级辅助驾驶中，激光雷达可覆盖前向视场（水平视场角覆盖60°到120°）以实现自动跟车或者高速自适应巡航等功能。通过发射信号和反射信号的对比，构建出点云图，从而实现诸如目标距离、方位、速度、姿态、形状等信息的探测和识别。除了传统的障碍物检测以外，激光雷达还可以应用于车道线检测。优点在于测距远、精度高，获取信息丰富，抗源干扰能力强。自动驾驶，未来，L4/L5级无人驾驶应用的实现，有赖于激光雷达提供的感知信息。激光雷达是一种可以扫描周围环境并生成三维图像的传感器。它可以被用于识别障碍物、构建地图和定位车辆等应用场景。该级别应用需要面对复杂多变的行驶环境，对激光雷达性能...

探测距离，激光雷达标称的较远探测距离一般为150-200m，实际上距离过远的时候，采样的点数会明显变少，测量距离和激光雷达的分辨率有着很大的关系。以激光雷达的垂直分辨率为0.4°较远探测距离为200m举例，在经过200m后激光光束2个点之间的距离为，也就是说只能检测到高于1.4m的障碍物。如下图10所示。如果要分辨具体的障碍物类型，那么需要采样点的数量更多，因此激光雷达有效的探测距离可能只有60-70m。增加激光雷达的探测距离有2种方法，一是增加物体的反射率，二是增加激光的功率。物体的反射率是固定的，无法改变，那么就只能增加激光的功率了。但是增加激光的功率会损伤人眼，只能想办法增加激光的波长，...

回波模式，即周期采集点数，因为激光雷达在旋转扫描，因此水平方向上扫描的点数和激光雷达的扫描频率有一定的关系，扫描越快则点数会相对较少，扫描慢则点数相对较多。一般这个参数也被称为水平分辨率，比如激光雷达的水平分辨率为 0.2°，那么扫描的点数为 360°/0.2°=1800，也就是说水平方向会扫描1800次。次。同一轮发光测距的不同回波数据，比如同时包含较强回波和较晚回波。有效检测距离，激光雷达是一个收发异轴的光学系统（其实所有的机械雷达都是），也就是说，发射出去的激光光路，和返回的激光光路，并不重合。览沃 Mid - 360 引入抗干扰设计，在多雷达混行室内环境，主动抗串扰稳定运行。山东liv...

1951年，美国物理学家Purcel(珀赛尔)在用微波波谱学的方法制定核磁矩的同时，意外地观察到了50HZ的受激辐射，并把粒子数反转称为“负温1度”状态，这使人们对玻尔兹曼分布有了更全方面也更深刻的认识。同年，美国物理学家(Townes)汤斯提出了受激辐射微波放大的设想。1954年，汤斯和她的两个学生戈登、曹格尔一起研制成功了波长为1.25cm的氨分子振荡器,并把它称为受激辐射微波放大器，按其字母缩写为MASER，简称脉泽。时间来到1958年，汤斯与肖洛联名在《物理评论》上发表了论文《红外与光激射器》，这标志着激光作为一种新事物登上了历史舞台。1960年，梅安研制的红宝石激光器发出了694.3...

目前，LiDAR已普遍应用于各个领域。在大气科学中，LiDAR被用于空气质量监测和污染物检测；在天文学领域，LiDAR技术可用于观察行星表面地貌特征以及太阳系内其他天体的形态结构；在工程建设方面，利用LiDAR技术可以快速获取地形数据、制作数字高程模型（DEM）以及生成精确的三维地图；而在汽车领域中，人们普遍认为LiDAR是一项关键的光学距离感知技术，在自动驾驶领域得到了普遍应用。几乎所有投入自动驾驶研发的厂商都将LiDAR视为一项关键技术，并且已经有一些低成本、小体积的LiDAR系统被应用于高级驾驶辅助系统（Advanced Driver Assistance Systems, ADAS）。...

RSoft 工具，能够支持对片上LiDAR器件进行复杂的布局设计。任何单一仿真工具都无法胜任如此复杂性质的设计问题。组合使用RSoft工具，如FullWAVE FDTD用于发射器，Multiphysics Utility用于T-O Phaser，BeamPROP BPM用于分束器，将会达成较佳布局设计。OptSim，用于设计和模拟光通信系统。光学相干断层扫描（OCT）和光探测和测距（LiDAR）应用中接收到的射频频谱，得到飞行时间（ToF）的分辨率及测量结果。OptoCompiler，用于光子集成电路。光子集成电路的应用领域也在持续扩展，从数据中心中的收发器和开关到更多样化的汽车，生物医学和传...

激光雷达，也称光学雷达（LIght Detection And Ranging）是激光探测与测距系统的简称，它通过测定传感器发射器与目标物体之间的传播距离，分析目标物体表面的反射能量大小、反射波谱的幅度、频率和相位等信息，从而呈现出目标物精确的三维结构信息。自上世纪60年代激光被发明不久，激光雷达就大规模发展起来。而测距原理上目前主要以飞行时间（time of flight）法为主，利用发射器发射的脉冲信号和接收器接受到的反射脉冲信号的时间间隔来计算和目标物体的距离。海洋探测中激光雷达测量海底地貌，支持海洋资源开发。江苏多线激光雷达供应而如较新的 Livox Horizon 激光雷达，也包含了...

20世纪90年代后期，全球定位系统及惯性导航系统的发展使得激光扫描过程中的精确即时定位定姿成为可能。1990年德国Stuttgart大学Ackermann教授领衔研制的世界上头一个激光断面测量系统，这一系统成功将激光扫描技术与即时定位定姿系统结合，形成机载激光扫描仪。1993年，德国出现初个商用机载激光雷达系统TopScanALTM1020。1995年，机载激光雷达设备实现商业化生产。此后，机载激光雷达技术成为了森林资源调查的重要补充手段。普遍应用于快速获取大范围森林结构信息，如树木定位、树高计算、树冠体积估测等，同时还为森林生态研究、森林经营管理提供垂直结构分层、碳储量、枯枝落叶易燃物数量等...

反射率，反射率是指物体反射的辐射能量占总辐射能量的百分比，比如说某物体的反射率是20%，表示物体接收的激光辐射中有20%被反射出去了。不同物体的反射率不同，这主要取决于物体本身的性质（表面状况），如果反射率太低，那么激光雷达收不到反射回来的激光，导致检测不到障碍物。激光雷达一般要求物体表面的反射率在10%以上，用激光雷达采集高精度地图的时候，如果车道线的反射率太低，生成的高精度地图的车道线会不太清晰。扫描帧频，激光雷达点云数据更新的频率。对于混合固态激光雷达来说，也就是旋转镜每秒钟旋转的圈数，单位Hz。例如，10Hz即旋转镜每秒转10圈，同一方位的数据点更新10次。Mid - 360 水平 3...

工作原理，，与MEMS微振镜平动和扭转的形式不同，转镜是反射镜面围绕圆心不断旋转，从而实现激光的扫描。在转镜方案中，也存在一面扫描镜（一维转镜）和一纵一横两面扫描镜（二维转镜）两种技术路线。一维转镜线束与激光发生器数量一致，而二维转镜可以实现等效更多的线束，在集成难度和成本控制上存在优势。简而言之，使用转镜折射光线实现激光在FOV区域内的覆盖，通常与线光源配合使用，形成FOV面的覆盖，也可以与振镜组合使用，配合点光源形成FOV面的覆盖。在安全监控领域，激光雷达能有效识别入侵者并触发警报。江苏地面激光雷达规格光学相控阵激光雷达（OPA），很多特殊的Lidar使用OPA（OpticalPhased...

测远能力: 一般指激光雷达对于10%低反射率目标物的较远探测距离。较近测量距离：激光雷达能够输出可靠探测数据的较近距离。测距盲区：从激光雷达外罩到较近测量距离之间的范围,这段距离内激光雷达无法获取有效的测量信号,无法对目标物信息进行反馈。角度盲区：激光雷达视场角范围没有覆盖的区域,系统无法获取这些区域内的目标物信息。角度分辨率：激光雷达相邻两个探测点之间的角度间隔,分为水平角度分辨率与垂直角度分辨率。相邻探测点之间角度间隔越小,对目标物的细节分辨能力越强。激光雷达以其高分辨率成像能力，在无人机地形测绘中发挥着重要作用。浙江国产激光雷达行价国外厂商在激光器和探测器行业耕耘较久，产品的成熟度和可靠...

半固态-棱镜式激光雷达，无人机厂商大疆孵化览沃科技（Livox）入局激光雷达，便是采用的棱镜式扫描方案，大疆利用其在无人机领域积累的电机精确调控技术及自动化产线，有信心克服棱镜轴承或衬套寿命的难题，也为其激光雷达技术构筑护城河。工作原理，棱镜式激光雷达也称为双楔形棱镜式激光雷达，内部包括两个楔形棱镜，激光在通过头一个楔形棱镜后发生一次偏转，通过第二个楔形棱镜后再一次发生偏转。控制两面棱镜的相对转速便可以控制激光束的扫描形态。与前面提到的扫描形式不同，棱镜激光雷达累积的扫描图案形状状若菊花，而并非一行一列的点云状态。这样的好处是只要相对速度控制得当，在同一位置长时间扫描几乎可以覆盖整个区域。在安...

回波模式，即周期采集点数，因为激光雷达在旋转扫描，因此水平方向上扫描的点数和激光雷达的扫描频率有一定的关系，扫描越快则点数会相对较少，扫描慢则点数相对较多。一般这个参数也被称为水平分辨率，比如激光雷达的水平分辨率为 0.2°，那么扫描的点数为 360°/0.2°=1800，也就是说水平方向会扫描1800次。次。同一轮发光测距的不同回波数据，比如同时包含较强回波和较晚回波。有效检测距离，激光雷达是一个收发异轴的光学系统（其实所有的机械雷达都是），也就是说，发射出去的激光光路，和返回的激光光路，并不重合。激光雷达在医疗领域被用于人体三维扫描和诊断。河北汽车激光雷达测远能力: 一般指激光雷达对于10...

优劣势分析，优势：首先，该设计减少了激光发射和接收的线数以实现一帧之内更高的线数，也随之降低了对焦与标定的复杂度，因此生产效率得以大幅提升，并且相比于传统机械式激光雷达，棱镜式的成本有了大幅的下降。其次，只要扫描时间够久，就能得到精度极高的点云以及环境建模，分辨率几乎没有上限，且可达到近100％的视场覆盖率。劣势：棱镜式激光雷达FOV相对较小，且视场中心的扫描点非常密集，雷达的视场边缘扫描点比较稀疏，在雷达启动的短时间内会有分辨率过低的问题。对于高速移动的汽车来说，显然不存在长时间扫描的情况，不过可以通过增加激光线束和功率实现更高的精度和更远的探测距离，但机械结构也相对更加复杂，体积让前两者更...