简介：机械激光雷达、固态激光雷达MEMS激光雷达、Flash面阵激光雷达、OPA固态激光雷达，混合固态激光雷达...你对这么多激光雷达了解多少？
激光雷达是一种雷达系统，通过发射激光束来探测目标的位置和速度.5μm-10μm，以光学望远镜为接收器，以光学望远镜为天线。
激光雷达由于激光波长短，准直度高，使激光雷达性能优异：角分辨率和距离分辨率高，抗干扰能力强，目标图像信息（深度、反射率等），体积小，质量轻。
激光雷达广泛应用于测绘、气象监测、安全、自动驾驶等领域。而且大多数人认为激光雷达是自动驾驶不可或缺的关键传感器。目前市面上可见的车载激光雷达基本都是机械式的，其典型特点是有机械部件会旋转，比如Velodyne著名的大花盆HDL64。当然，也有混合固态激光雷达，即外部不旋转，但仍有激光发射器旋转。
但除了这两种激光雷达，由于技术的不同，它们也被分为多种激光雷达。让我们全面了解激光雷达的分类。
根据结构，。
机械激光雷达是指其发射系统和接收系统的宏观旋转，即通过不断旋转发射头，从线到表面，垂直排列多束激光，形成多个表面，实现动态扫描和动态接收信息的目的。
以Velodyne第一代机械激光雷达（HDL-64E）例如，垂直排列的激光发射器从不同角度向外发射，以实现垂直角度的覆盖，并在高速旋转电机外壳的驱动下实现360度水平角度的全覆盖。HDL-64E在汽车行驶过程中，一直处于360度旋转状态。
由于机械旋转机构，机械激光雷达最大的特点是它能转动，体积大。
目前，机械激光雷达技术相对成熟，但价格昂贵，暂时向主机厂批量生产的可能性较低；同时，光路调试、组装复杂、生产周期长驶环境中机械旋转部件可靠性低，难以满足车辆规则的严格要求...等不足。
目前，除了美国，机械旋转方案在激光雷达战场上占据绝对主导地位。Quanergy此外，主流激光雷达供应商主要是机械旋转产品线，并在此基础上不断推动更高线数产品的迭代。例如，激光雷达是最早和最大的Velodyne，机械激光雷达激光雷达，其机械激光雷达目前可达128线，性能非常强。
2016年1月的CES在消费电子展上，Velodyne展示混合固态超级冰球（Solid-State Hybrid Ultra Puck Auto），这就引入了混合固态激光雷达的概念。
发射系统和接收系统在机械激光雷达工作时总是旋转360度，而混合固态激光雷达工作时，单从外观上看不到旋转。巧妙的是，机械旋转部件更小，隐藏在外壳中。
业内普遍认为，混合固态激光雷达是指MEMS扫描镜是硅基半导体元件，属于固态电子元件；但是MEMS扫描镜不安分，内部集成了可移动微镜；可见MEMS扫描镜具有固态和运动两种属性，故称混合固态。
对于激光雷达，MEMS最大的价值在于，激光发射器必须旋转才能扫描机械激光雷达。MEMS微机电系统可以直接将体积非常精致的微振镜集成到硅基芯片上，通过旋转微振镜反射激光器的光线，从而实现扫描。
这样，激光雷达本身就不需要大幅度旋转，这可以有效地降低整个系统在驾驶环境中出现问题的可能性。此外，芯片工艺生产后，大规模生产能力也大大提高，有利于降低激光雷达的成本，从数千甚至数万美元减少到数百美元。
老激光公司日本先锋利用原本用来扫描激光影碟的光学头来生产MEMS激光雷达。该公司曾表示，当订单达到100万时，先锋可以将价格控制在100美元以下，预计2019年将开始量产。
与机械激光雷达相比，固态激光雷达结构最大的特点是没有旋转部件，体积相对较小。
固态激光雷达的优点包括:数据采集速度快，分辨率高，对温度和振动适应性强；检测点(点云)可以通过波束控制任意分布。比如在高速公路主扫描前方的远处，侧面稀疏但不完全忽视，侧面扫描可以在十字路口加强。这种精细操作只能匀速旋转的机械激光雷达是无法实现的。
固态激光雷达分为固态激光雷达OPA固体激光雷达和Flash固体激光雷达。
OPA（optical phased array）光学相控阵技术。对军事有所了解的读者应该知道，相控阵雷达就是美国海军宙斯盾舰上蜂窝状的板。
光学相控阵采用原理相同的技术。OPA采用相关原理（类似于两圈水波叠加后，有些方向相互抵消，有些方向相互增强），使用多个光源组成阵列，通过控制每个光源的发光时差，合成具有特定方向的主光束。然后进行控制，主光束可以扫描不同方向。
相对于MEMS，该技术的电子化更为彻底，它完全取消了机械结构，通过调整发射阵列中各发射单元的相位差来改变激光的发射角度。
由于没有机械结构，自然也没有旋转。因此，与传统的机械雷达相比，OPA固态激光雷达具有扫描速度快、精度高、可控性好、体积小等优点。但也容易形成侧瓣，影响光束的距离和角分辨率，难以生产。
比如Quanergy开发的固态Solid State激光雷达，就是OPA激光雷达满足了激光雷达小型化的总体趋势，整体尺寸仅为90mmx60mmx60mm。光学相控阵列中使用的核心技术Optical Phased Array、光学集成电路Photonic IC、远场辐射方向图Far Field Radiation Pattern，没有机械固件。
Flash最初的意思是快闪。Flash激光雷达的原理也是快闪，不像MEMS或OPA该方案将进行扫描，但将在短时间内直接发射大量覆盖探测区域的激光，然后用高度灵敏的接收器绘制环境周围的图像。
因此，Flash固态激光雷达是一种非扫描雷达，发射阵光，是一种以2D或3D图像为主要输出内容的激光雷达。从某种意义上说，它有点类似于夜间的相机，光源是由它自己的。
Flash固态雷达的一个主要优点是可以快速记录整个场景，避免扫描过程中目标或激光雷达移动带来的各种麻烦。然而，这种方法也有自己的缺陷，比如更近的探测距离。
机器人专家卡耐基梅隆大学Sanjiv Singh认为：
像素越大，你需要处理的信号就越多。将大量像素插入光电探测器必然会带来各种干扰，导致精度下降。
这意味着Flash固态激光雷达没有远视眼，不适合实际使用中的远程检测。业内专家坚信，自动驾驶汽车上的激光雷达必须看到至少200到300米外的物体。
其实Flash固态激光雷达的成本相对较低，但基于3D Flash固态激光雷达在技术可靠性方面仍存在问题。
与机械激光雷达相比，MEMS激光雷达体积小，价格低，更适合大规模应用；同时，与OPA和Flash，MEMS在技术上更容易实现。MEMS近各大主机厂商一致看好，近年来入局MEMS研究激光雷达的企业很多。
业内人士认为，未来中远距离激光雷达将是MEMS固态世界。
MEMS远距离更容易，OPA与Flash距离200米还有很多路要走，OPA由于技术暂时不成熟，估计短期内不会有落地产品。MEMS激光雷达的芯片化特性使其具有汽车规级、千元级、易量产的基因，因此该方案将首先成为OEM接受，成为第一代L3以上自动驾驶量产车感知配件。