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初识激光雷达
激光雷达（LiDAR）是“光探测和测距”
（LightDetectionAndRanging）的简称，早期也被称为光雷达。这里我们以常见的车载机械式激光雷达为例，简述激光雷达的工作原理。
如图1-1所示，激光雷达以激光作为信号源，由激光器发射出脉冲激光，打到地面、树木、车辆、道路、桥梁和建筑物等被测物体表面上；随后激光会发生散射，一部分光波会反射到激光雷达的接收器上；
再根据激光测距原理，即可以得到从激光雷达到目标点的距离信息；进而通过激光器不断地水平旋转，便可以得到车辆周围目标物上全部激光点的数据，用此数据进行成像处理后，便可得到周围环境精确的三维立体点云。
图1-1激光雷达工作原理示意图
图1-2展示了我们使用速腾128线激光雷达RS-Ruby在郊区场景采集的一帧激光点云。这里我们所说的128线表示该激光雷达能够发射128条激光线束。
图中每个激光点包含（x,y,z,intensity）四维度信息，分别表示该激光点在激光雷达坐标系下X\Y\Z三个坐标轴方向的坐标值以及反射强度值。
图1-2激光点云效果展示
自1960年第一台激光器诞生后，美国麻省理工学院林肯实验室在其基础上于1964年研制出第一台激光雷达。由于激光雷达测量精度高、方向性好、不易受外界光照条件影响和地面杂波干扰等特性，其随即被应用于军事领域。
随着80-90年代科研测绘和气象预测等行业的快速发展，业界学者尝试引入激光雷达技术，由此激光雷达走入了商用领域。随后，激光测距仪开始进入工业测量以及机器人行业。2000年以后，随着学者们对无人驾驶技术的探索，激光雷达的应用得到进一步拓展。
美国国防高级研究计划局（DARPA）分别在2004年、2005年和2007年举办的无人车挑战赛更是极大地推动了激光雷达在无人车感知方案中的应用。其中，在2007年完成比赛的6支队伍中，有5支队伍使用了Velodyne的多线束激光雷达。至此，激光雷达开始走进人们的视野。
随着近年来中国、美国和欧洲大力推动智能驾驶技术的发展和应用，激光雷达行业也随之进入高速发展期。目前为止，激光雷达已经在智能驾驶、车联网、无人机、工业机器人、消费类电子产品、探测导航、气象测绘等诸多商业领域均有不同程度的应用。
当前，车载激光雷达相关技术目前仍在高速发展阶段，激光雷达厂家在其各模块都有不同的设计方案。我们根据不同模块采用技术方案的不同，可将车载激光雷达大致进行下述分类：
（注：该表参考禾赛科技招股说明书）
其中，机械扫描式激光雷达技术成熟，有多种线数的产品（4线、16线、32线、32线、128线等）可供选择，且通常能够实现水平360°的视场角。但是由于其成本较高、供货周期较长、体积较大、运动部件较多以及难以符合车规要求等原因，尚无法满足量产车辆的内嵌安装需求。
因此，目前其多作为Robotaxi的激光雷达解决方案或被用于数据采集车辆中。MEMS振镜式、透射棱镜式和转镜式激光雷达为目前影响力较大的半固态车载激光雷达，并逐步被多个汽车厂商配备到其量产车型中。
Flash和OPA式激光雷达均为纯固态激光雷达，由于其完全去除了机械运动部件，业界认为这种解决方案是未来车载激光雷达的技术趋势。但是由于现阶段其探测范围、技术成熟度和成本等原因，这类激光雷达在车载领域目前应用相对较少。
本书作者：揭皓翔
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