1.1.4 激光雷達

激光雷達工作原理是通過發(fā)射探測信號（激光光束）探測目標，并搜集目標回波，經處理后獲得目標的距離、方位等信息。

激光雷達根據激光線束可分為單線激光雷達和多線激光雷達。單線激光雷達通常置于車前，用于探測車輛前方障礙物；多線激光雷達一般置于車頂，采用旋轉掃描的方式可獲得車輛360°范圍的目標。常見多線束激光雷達有16線、32線、64線、128線等，如圖1-7所示。線束越多，可掃描的平面就越多，獲取的目標信息就越詳細，但線束越多，點云數據量越大，對數據存儲和數據處理的要求就越高。

圖1-7 多線束激光雷達示例

根據有無機械部件來分，激光雷達還可分為固態(tài)激光雷達和機械激光雷達。機械激光雷達帶有控制激光發(fā)射角度的旋轉部件；固態(tài)激光雷達則無須機械旋轉部件，主要依靠電子部件來控制激光發(fā)射角度。機械激光雷達主要由光電二極管、微機電系統(tǒng)（Micro Electro Mechanical System, MEMS）反射鏡、激光發(fā)射接收裝置等組成。其中，機械旋轉部件是指可360°控制激光發(fā)射角度的MEMS發(fā)射鏡。固態(tài)激光雷達則與機械激光雷達不同，它通過光學相控陣列（Optical Phased Array, OPA）、光子集成電路（Photonic IC, PIC）以及遠場輻射方向圖（Far Field Radiation Pattern, FFRP）等電子部件代替機械旋轉部件實現發(fā)射激光角度的調整。圖1-8所示為固態(tài)激光雷達與機械激光雷達的具體實例。

激光雷達性能精良，被看作是實現自動駕駛的最佳傳感器之一。此外，即使激光雷達能夠通過獲取的點云數據識別障礙物輪廓，進行目標分類與三維場景重現，然而由于數據量龐大，且精確的目標分類需要大量的樣本數據庫進行訓練，目前鮮有采用激光雷達進行障礙物識別的案例。大多的應用是利用激光雷達獲取環(huán)境點云數據，結合車輛定位信息，離線進行高精度地圖的繪制。

圖1-8 固態(tài)激光雷達與機械激光雷達的具體實例[3]