1.1.4 激光雷达

激光雷达工作原理是通过发射探测信号（激光光束）探测目标，并搜集目标回波，经处理后获得目标的距离、方位等信息。

激光雷达根据激光线束可分为单线激光雷达和多线激光雷达。单线激光雷达通常置于车前，用于探测车辆前方障碍物；多线激光雷达一般置于车顶，采用旋转扫描的方式可获得车辆360°范围的目标。常见多线束激光雷达有16线、32线、64线、128线等，如图1-7所示。线束越多，可扫描的平面就越多，获取的目标信息就越详细，但线束越多，点云数据量越大，对数据存储和数据处理的要求就越高。

图1-7 多线束激光雷达示例

根据有无机械部件来分，激光雷达还可分为固态激光雷达和机械激光雷达。机械激光雷达带有控制激光发射角度的旋转部件；固态激光雷达则无须机械旋转部件，主要依靠电子部件来控制激光发射角度。机械激光雷达主要由光电二极管、微机电系统（Micro Electro Mechanical System, MEMS）反射镜、激光发射接收装置等组成。其中，机械旋转部件是指可360°控制激光发射角度的MEMS发射镜。固态激光雷达则与机械激光雷达不同，它通过光学相控阵列（Optical Phased Array, OPA）、光子集成电路（Photonic IC, PIC）以及远场辐射方向图（Far Field Radiation Pattern, FFRP）等电子部件代替机械旋转部件实现发射激光角度的调整。图1-8所示为固态激光雷达与机械激光雷达的具体实例。

激光雷达性能精良，被看作是实现自动驾驶的最佳传感器之一。此外，即使激光雷达能够通过获取的点云数据识别障碍物轮廓，进行目标分类与三维场景重现，然而由于数据量庞大，且精确的目标分类需要大量的样本数据库进行训练，目前鲜有采用激光雷达进行障碍物识别的案例。大多的应用是利用激光雷达获取环境点云数据，结合车辆定位信息，离线进行高精度地图的绘制。

图1-8 固态激光雷达与机械激光雷达的具体实例[3]