激光雷达光器件很多人对这个问题比较感兴趣，下面让我们一起来看简述激光雷达的结构原理分类及特点，希望可以帮助到你。
简述激光雷达的结构原理分类及特点？
激光雷达发射器先发射激光，经过物体（ O b j e c t ObjectObject ）反射后被 C M O S CMOSCMOS （一种图像传感器，即图中 I m a g e r ImagerImager ）捕捉，设捕捉点为 x 2 x_2x
2
。现过焦点 O OO 作一条虚线平行于入射光线，交 I m a g e r ImagerImager 于 x 1 x_1x
1
，由于 β \betaβ 已知，所以可得到 x 1 x_1x
1
的位置。记 x 1 , x 2 x_1,x_2x
1
,x
2
之间距离为 x xx，易得左右两个三角形相似，所以有：q f = s x \frac{q}{f}=\frac{s}{x}
f
q
=
x
s
，又有 s i n β = q d sin\beta=\frac{q}{d}sinβ=
d
q
，二者联立可得 d = s f x s i n β d=\frac{sf}{xsin\beta}d=
xsinβ
sf
.
这样就可得到物体到激光发射器的距离 d dd 了，激光雷达将这样的发射器和接收器组装在一起，经过机械旋转360°即可得到一周障碍物的距离。

TOF测距原理
由三角测距的计算公式不难发现，当距离 d dd 很大时，每变化 δ d \delta dδd 引起的 x xx 变化很小，导致精度下降，这就限制了测量范围。
而TOF（Time of flight）原理克服了测量距离这一难点，并且提高了精度：

TOF原理十分简单，就是利用光速测距。首先激光发射器发射激光脉冲，计时器记录发射时间；脉冲经物体反射后由接收器接受，计时器记录接受时间；时间差乘上光速即得到距离的两倍。
TOF原理看似简单，但是实现起来确有很多难点：
计时问题：由于光速过快，测量时间会变得很短。据网上数据得：1cm的测量距离对应65ps的时间跨度。这需要计时器的精确度很高。
脉冲问题：发射器需要发射高质量的脉冲光，接收器接受脉冲光的时候需要尽量保持信号不失真。
对于同一距离的物体测距时，得到的回波信号可能不一样，如下图的黑白纸，这就需要特殊的处理方式来处理。

但总的来说TOF原理的精度远远超过三角测距，只是由于诸多难点导致成本略高。像大一立项时因为没钱，所以用的三角测距的思岚A1，精度不是很高。而ROBOCON战队里的sick激光雷达就是TOF原理，精度非常高，贵是有道理的~
雷达分类
机械激光雷达
机械激光雷达使用机械部件旋转来改变发射角度，这样导致体积过大，加工困难，且长时间使用电机损耗较大。但由于机械激光雷达是最早开始研发的，所以现在成本较低，大多数无人驾驶公司使用的都是机械激光雷达。
MEMS激光雷达
MEMS全称Micro-Electro-Mechanical System，是将原本激光雷达的机械结构通过微电子技术集成到硅基芯片上。本质上而言MEMS激光雷达是一种混合固态激光雷达，并没有做到完全取消机械结构。
主要原理为：通过MEMS把机械结构集成到体积较小的硅基芯片上，并且内部有可旋转的MEMS微振镜，通过微振镜改变单个发射器的发射角度，从而达到不用旋转外部结构就能扫描的效果。
大致原理如下图：

相控阵激光雷达
两列水波干涉时会出现某处高某处低的情形：

光学相控阵原理类似干涉，通过改变发射阵列中每个单元的相位差，合成特定方向的光束。经过这样的控制，光束便可对不同方向进行扫描。雷达精度可以做到毫米级，且顺应了未来激光雷达固态化、小型化以及低成本化的趋势，但难点在于如何把单位时间内测量的点云数据提高以及投入成本巨大等问题。
动态原理图如下：


FLASH激光雷达
FLASH激光雷达原理非常简单：在短时间内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。
激光雷达的数据
分成N份
分成M份
N线点云数据
1线点云数据
时间戳
1个点云数据
点云数量M
X方向偏移量
Y方向偏移量
Z方向偏移量
反射强度
激光雷达数据的处理顺序一般为：
数据预处理（坐标转换，去噪声）
聚类（根据点云距离或反射强度）
提取聚类后的特征，根据特征进行分类等后处理工作。
激光雷达数据的处理顺序一般为：
数据预处理（坐标转换，去噪声）
聚类（根据点云距离或反射强度）
提取聚类后的特征，根据特征进行分类等后处理工作。
索尼将开始量产激光雷达SPAD光接收元件 计划2023年出货
易车讯日前，我们从相关渠道获悉，索尼将于2023年开始量产车载传感器LiDAR零部件。索尼表示，继车载摄像头图像传感器之后，将致力于LiDAR零部件。这将是该公司首次量产车载激光雷达零部件。
索尼准备量产的是一种被称为SPAD（单光子雪崩二极管）的光接收元件。SPAD能够对单个光子发生雪崩效应，因此其具有极高的探测敏感度和探测距离。同时，SPAD对反射强度要求较低，分辨率极佳，极弱光可成像，并可以通过芯片化降低成本，所以SPAD是当前LiDAR探测器的主要发展方向。
早在去年，索尼发布了首款自动驾驶激光雷达传感器“IMX459”。索尼披露了详细的计划时间表。量产之前，索尼计划于22年年底开始出货“IMX459”。索尼表示，虽然比期望时间晚，但是出货计划已经确定。
针对SPAD，清水照士表示索尼的目标是为众多整车厂和Tier 1提供SPAD这一关键零部件，从“幕后”的角度来主导LiDAR市场。
转眼到国内市场，SPAD近几年也逐渐进入资本的视野。目前国内SPAD领域已经出现多个初创企业，例如宇称电子、芯视界、灵明光子、芯辉科技、飞芯电子、阜时科技等。值得注意的是，这些初创企业都完成了不同程度上的融资，其中不乏有宁德时代、比亚迪、华为哈勃等知名企业加持。
自动驾驶汽车使用的激光雷达，都有哪些种类？
激光雷达有很多种类型。 按功能分类：
激光测距雷达
激光测距雷达是通过对被测物体发射激光光束，并接收该激光光束的反射波，记录该时间差，来确定被测物体与测试点的距离。传统上，激光雷达可用于工业的安全检测领域，如科幻片中看到的激光墙，当有人闯入时，系统会立马做出反应，发出预警。另外，激光测距雷达在空间测绘领域也有广泛应用。但随着人工智能行业的兴起，激光测距雷达已成为机器人体内不可或缺的核心部件，配合SLAM技术使用，可帮助机器人进行实时定位导航，，实现自主行走。思岚科技研制的rplidar系列配合slamware模块使用是目前服务机器人自主定位导航的典型代表，其在25米测距半径内，可完成每秒上万次的激光测距，并实现毫米级别的解析度。
激光测速雷达
激光测速雷达是对物体移动速度的测量，通过对被测物体进行两次有特定时间间隔的激光测距，从而得到该被测物体的移动速度。
激光雷达测速的方法主要有两大类，一类是基于激光雷达测距原理实现，即以一定时间间隔连续测量目标距离，用两次目标距离的差值除以时间间隔就可得知目标的速度值，速度的方向根据距离差值的正负就可以确定。这种方法系统结构简单，测量精度有限，只能用于反射激光较强的硬目标。
另一类测速方法是利用多普勒频移。多普勒频移是指目标与激光雷达之间存在相对速度时，接收回波信号的频率与发射信号的频率之间会产生一个频率差，这个频率差就是多普勒频移。
激光成像雷达
激光成像雷达可用于探测和跟踪目标、获得目标方位及速度信息等。它能够完成普通雷达所不能完成的任务，如探测潜艇、水雷、隐藏的军事目标等等。在军事、航空航天、工业和医学领域被广泛应用。
大气探测激光雷达
大气探测激光雷达主要是用来探测大气中的分子、烟雾的密度、温度、风速、风向及大气中水蒸气的浓度的，以达到对大气环境进行监测及对暴风雨、沙尘暴等灾害性天气进行预报的目的。
跟踪雷达
跟踪雷达可以连续的去跟踪一个目标，并测量该目标的坐标，提供目标的运动轨迹。不仅用于火炮控制、导弹制导、外弹道测量、卫星跟踪、突防技术研究等，而且在气象、交通、科学研究等领域也在日益扩大。
按工作介质分类：
固体激光雷达
固体激光雷达峰值功率高，输出波长范围与现有的光学元件与器件，输出长范围与现有的光学元件与器件(如调制器、隔离器和探测器）以及大气传输特性相匹配等，而且很容易实现主振荡器-功率放大器（MOPA）结构，再加上效率高、体积小、重量轻、可靠性高和稳定性好等导体，固体激光雷达优先在机载和天基系统中应用。近年来，激光雷达发展的重点是二极管泵浦固体激光雷达。
气体激光雷达
气体激光雷达以CO2激光雷达为代表，它工作在红外波段 ，大气传输衰减小，探测距离远，已经在大气风场和环境监测方面发挥了很大作用，但体积大，使用的中红外 HgCdTe探测器必须在77K温度下工作,限制了气体激光雷达的发展。
半导体激光雷达
半导体激光雷达能以高重复频率方式连续工作，具有长寿命，小体积，低成本和对人眼伤害小的优点，被广泛应用于后向散射信号比较强的Mie散射测量，如探测云底高度。半导体激光雷达的潜在应用是测量能见度，获得大气边界层中的气溶胶消光廓线和识别雨雪等，易于制成机载设备。
昂纳科技发布Dolphin 1550nm激光雷达新品，实力推进激光雷达量产
12月29日上午， “行之以道·大器辅之”昂纳科技Dolphin 1550nm激光雷达发布会在深圳昂纳集团总部盛大召开。昂纳科技CEO那庆林先生、坪山区发展和改革局副局长熊云洋先生、深圳市城市交通规划设计研究中心专业总工程师兼深圳市未来智能网联交通系统产业创新中心总工程师段进宇先生及多位重磅嘉宾、行业媒体出席了此次活动，共同见证昂纳科技Dolphin 1550nm激光雷达新品的全球首发。
发布会来宾合影
发布会上，昂纳科技CEO那庆林先生发表致辞，介绍了昂纳科技是从2014年入局激光雷达产业，是世界上最早一批进入激光雷达产业的企业之一，拥有从芯片、硅光、光源、部件到系统集成的研发团队， 垂直整合激光雷达产业链上下游。昂纳科技的产品多年被广泛应用于质量与可靠性要求极高的通讯、传感，甚至太空传输应用。并在各高精尖领域不断突破，快速迭代更新提升产品核心竞争力，布局全球营销网络，为世界激光雷达产业的腾飞一直在努力。
那庆林先生致辞
随后，昂纳科技销售总监党娜女士正式发布了Dolphin 1550nm激光雷达新品，并对该产品的探测性能、车规级功能设计、安装方案以及如何实现量产等多个方面对Dolphin 1550nm作了详细介绍，并在现场实时演示了Dolphin 1550nm的点云效果，获得了现场各界人士的高度评价。
党娜女士发布激光雷达新品
在Dolphin 1550nm正式发布后，昂纳科技CEO那庆林先生与亮道智能COO郝哲先生在所有嘉宾和媒体的见证下进行了签约仪式，两家企业就激光雷达系统智能化应用开发达成战略合作，携手推动未来激光雷达在智能驾驶和未来智慧出行领域的发展，为自动驾驶和智慧城市项目提供更安全、更可靠、更强大的智能传感应用解决方案。
昂纳科技&亮道智能签约仪式
现场获悉，昂纳科技重磅推出的Dolphin 1550nm激光雷达新品，水平视场角达到120°，垂直视场角达到30°，最高分辨率0.05°，在反射率10%的情况下可实现250米障碍物探测，各项性能指标都到了一个全新的高度。
1550nm激光雷达产品照
众所周知，为了让激光雷达看得更远，激光就得使用更大的功率。受制于成本等因素掣肘，现在市场上大多数激光雷达采用的是人眼不可见的905nm光源，如果想增加功率还不伤害人眼，就得使用1550nm的人眼安全波长。
昂纳科技此次发布的激光雷达是1550nm波长的DTOF模式的混合固态激光雷达，在解决了光纤激光器的车规要求后，可以达到人眼安全范围，结合摄像头、毫米波等其他探测数据，可以对特定区域进行更精细化的追踪扫描，对自动驾驶的目标识别准确性有极大程度的提升，具有更强的技术前瞻性。
与此同时，昂纳科技1550nm激光雷达系统还添加了实时自动光学变焦功能，一旦检测到远处有轮胎或者较小的障碍物，激光雷达系统将迅速调整分辨率，从而让目标物更加清晰地呈现。
昂纳科技的1550nm激光雷达光源的核心器件采用独特的空间光技术，在提高光功率的条件下，对无源器件的损耗更低，使用寿命更长。同时还具有更高的温度性能优势，可以满足车规105℃的高温使用环境应用要求，为自动驾驶汽车在极端环境下正常行驶提供了强大的支持。
总体来看，依靠自主研发的1550nm DFB Seed Laser、980nm/940nm Pump、1550nm Kala LiDAR Source等核心 元 器件及技术，昂纳科技1550nm Dolphin激光雷达系统在测距、扫描方式、功耗、差异化等方面均具备领先的优势。
从这一点上来说，昂纳科技在激光雷达产品成本控制、供应链稳定、交付能力等方面具备极大的竞争优势。此次新品发布会的召开也意味着昂纳科技正式入局车载应用市场。
航海家 哥伦布说：创造难，模仿容易。昂纳科技此次发布的Dolphin 1550nm激光雷达不仅是其原创技术实力的一次集中展现，更是其定义全新自动驾驶体验的有力证明。我们有理由相信，随着Dolphin 1550nm激光雷达这样实现颠覆性技术的产品不断问世，以昂纳科技为代表的的行业先锋军，必将为自动驾驶行业发展进入快车道提供强大助力。 @2019
科普丨什么是激光雷达技术？它是如何工作的？
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激光雷达技术是激光探测与测距系统的简称，通过测定传感器发出的激光在传感器与目标物体之间的传播距离，分析目标地物表面的反射能量大小、反射波谱幅度、频率和相位等信息，进行目标定位信息的精确解算，从而呈现目标物精确的三维结构信息。
尽管激光雷达在20世纪60年代就已首次被安装在飞机上使用，但直到20世纪80年代引入GPS后，它才成为计算精确地理空间测量值的常用方法。
现在，它的应用范围已经扩展到许多领域，我们应该更多地了解激光雷达测绘技术及其工作原理。什么是激光雷达技术？它是如何工作的？快来看看吧！
激光雷达技术
据美国地球科学研究所介绍，激光雷达使用脉冲激光计算物体与地球表面的可变距离。这些光脉冲与机载系统收集到的信息结合在一起，可生成关于地球表面和目标物体的精确三维信息。激光雷达仪器有三个主要部件：扫描仪、激光器和GPS接收器。在数据收集和分析中起重要作用的元件还有光电探测器和光学器件。大多数政府和私人组织使用直升机、无人机和飞机获取激光雷达数据。
激光雷达是如何工作的？
最常用的是地图，虚拟现实与地图的结合让人们的生活更便捷，地图中各种信息的获取，特别是高精度信息的获取，就要用到激光雷达技术了。
此外，激光雷达可用于实现许多具体发展目标，包括：
海洋学
当政府希望知道海洋表面的确切深度，以便在发生海上事故或出于研究目的需要时定位任何物体，他们就可以使用激光雷达技术来完成任务。除了定位目标，激光雷达还可以用来计算浮游植物荧光性和海洋表面生物量，这在过去是难以完成的。
数字高程或地面模型
地面高程在道路、大型建筑物和桥梁的施工建设中发挥着至关重要的作用。激光雷达技术可以获取x、y和z坐标，这便于三维高程模型的制作，可以确保有关各方更容易地得出必要的结论。
农业与考古学
激光雷达技术在农业部门的典型应用包括对产量、作物情况和种子分散度的分析。除此之外，它还用于运动规划、森林冠层的绘图等。
今后，通过和5G、物联网等技术不断融合，激光雷达技术将会在人们的生活中发挥更大的作用。
