1. 激光雷达的分类 根据波长，激光发射器可分为近红外和短波红外；
主要可分为集成度EEL和VCSEL(垂直腔面发射激光器)两种；
激光探测器主要分为集成度和灵敏度APD(雪崩光电二极管)和SPAD(单光子光电探测雪崩二极)等；
可分为机械旋转、混合固态和纯固态。
1.1. 按测距方法分类 ToF是最主流的测距方案，但是Mobileye、Aeva及Blackmore（已被Aurora收购)等公司从一开始就采用了FMCW测距方案。FMCW和TOF除了相似的光学镜头和扫描设备外，几乎有两个独立的类别。
ToF激光雷达的结构分为三部分：激光发射器、激光探测器和扫描部件。
1.1.1. dTOF 飞行时间法通过记录激光脉冲和探测器接收回波信号的时差，直接计算目标与传感器之间的距离
1.1.2. iTOF 飞行时间通过测量相位偏移间接测量分为FMCW和AMCW
FMCW调整激光频率，检测发射和回波之间的拍频信号，同时检测目标距离和速度。
1.2. 按扫描方法分类
1.2.1. 机械 机械部件(扫描模块)和电子部件(激光收发模块)都在运动-电机360度旋转。
1.2.2. 固态 不仅激光收发模块不运动，扫描模块也不机械运动。纯固态方案主要包括OPA和Flash两种。
主流厂商很少开发OPA产品的；Ibeo、大陆、Ouster等公司的纯固态激光雷达都是基于Flash方案。Ouster公司的Flash激光雷达已经搭载在多家公司的无人卡车、矿车和环卫车上。
1.2.3. 混合固态 激光收发模块不运动，只有扫描模块在运动。根据扫描模块的运动模式，混合固态分为MEMS、三种转镜式和棱镜式
1.3. 按扫描部件分类 1.3.1. MEMS
代表公司有Innoviz、速腾聚创，先锋
优点 首先，MEMS 微振镜帮助激光雷达摆脱了笨重的电机、多棱镜等机械运动装置。毫米级微振镜大大降低了激光雷达的尺寸，提高了可靠性。
二是成本，MEMS 引入微振镜可以减少激光和探测器的数量，大大降低成本。传统的机械激光雷达需要相应的发射模块和接收模块的数量来实现多少线束。而采用二维 MEMS 微振镜只需要一束激光光源通过一侧 MEMS 微振镜反射激光器的光束。两者采用微秒频率协同工作，通过探测器接收目标对象 3D 扫描目的。与多组发射/接收芯片组的机械激光雷达结构相比，MEMS 激光雷达对激光和探测器的需求显著减少。
最后是分辨率，MEMS 振动械激光雷达不同，振动器可以准确地控制偏转角度。
缺点 信噪比低，有效距离短， FOV 太窄。因为 MEMS 只有一组发射激光和接收装置，信号光功率必须远低于机械激光雷达。同时 MEMS 激光雷达接收端的接收孔径非常小，远小于机械激光雷达，光接收峰值功率与接收器孔径面积成正比，导致功率进一步下降。这意味着降低了信噪比，缩短了有效的探测距离。扫描系统的分辨率由镜面尺寸和最大偏转角度的乘积决定。镜面尺寸越大，偏转角度就越小。镜面尺寸越大，分辨率越高。
1.3.2. 转镜式
MEMS扫描镜在一定直径周围上下振动，而旋转镜在圆心周围旋转。这种扫描方法意味着功耗相对较低，散热难度较低，因此很容易实现相对较高的可靠性。
转镜方案分为一维转镜（Ibeo、和赛)和二维转镜（Luminar、Innovusion）两种，所谓一维转镜，即只有一面扫描镜，二维转镜是一纵一横两面扫描镜。一维转镜有多少线就有多少激光发射器，这意味着在制作高线数产品时，不仅成本高，而且难以集成，因此线数难以增加（法雷奥的）Scala 1只有4线，Scala 因为这个原因，只有16行；二维转镜跟随MEMS类似，是只用数量很少的激光发射器，通过扫描镜高速旋转中的折射和反射来达到“多线”的效果，这不仅可以节省激光器的成本，还可以提高线数。
缺点是 FOV 可靠性有限，信噪比低，有效距离短。优点是成本低。
代表玩家有法雷奥，Luminar、Innovusion及华为
激光雷达是雷奥的第一个过车规则Scala基于转镜方案，由于该方案易于通过车辆规则验证，其他主要的前装量产市场制造商也纷纷效仿。
1.3.3. 棱镜式
基于重复扫描技术的主流激光雷达不同于非重复扫描技术。
优点：与MEMS与二维转镜方案相比，棱镜方案使用更多的激光发射器，也可以达到更高的点云密度和更远的探测距离
缺点：随着时间的推移，会引入不必要的尺寸增加，轴承或衬套影响寿命。Livox精密电机制造技术在制造无人机时积累，有信心克服这一困难。目前，其他制造商很少探索这项技术。
1.4. 按波长分类 下图显示了各种激光雷达制造商的名单，涵盖了知名制造商Tier1到全球所有地区的初创公司。据市场报告和公开信息，这些公司中的绝大多数都在近红外（NIR）它们的激光雷达在波长下操作，而不是短波红外（SWIR）波长。
1.4.1. 905nm 在905nm太阳辐射比1550nm高度约为3倍，这意味着近红外系统必须面临更多可能干扰传感器的噪声。但这只是激光雷达系统选择波长的因素之一。
1.4.2. 1550nm 优点是人眼安全阈值更高，光纤激光器光斑质量更好。
缺点是技术成熟度低，成本高，体积和功耗大，难以实现汽车规模生产。
2. 按发射器分类 2.1. EEL 类型激光二极管 通常有 905 纳米和 1550 纳米包括硅和硅GaAs (砷化镓)，InP三种(磷化镓)
2.2. VCSEL 垂直腔发射型通常以阵列的形式出现
2.3. 光纤激光管 3. 按接收器分类 3.1. PIN 二极管 没有增益
3.2. APD，雪崩二极管 APD在光电二极管的线性区域工作，动态范围可达106~能在各种极端光照环境下稳定工作的107。
3.3. SPAD，即单光子阵列 SPAD弱光探测距离更高，灵敏度更长，但缺点也很明显——因为SPAD如果背景光噪次探测后都需要时间恢复，如果背景光噪音强，SPAD由于频繁的误触发，会处于疲劳状态，点云噪声会显著增加，量程会衰减，高温会进一步影响SPAD噪声水平，在原有暗计数、后脉冲效应、串扰等不利因素的基础上，加剧性能恶化。
3.4. MPPC 或 SiPM 近似于 SPAD
4. 固体激光雷达 4.1. MEMS激光雷达 原理：MEMS通过在硅基芯片上集成激光雷达MEMS微振镜用微振镜反射激光代替传统的机械旋转装置，形成广泛的扫描角度和大范围的扫描。
优点：MEMS微振镜相对成熟，可以实现固态激光扫描(只有微振动)，成本低，精度高，可以重点扫描需要识别的物体，落地快；
缺点：接收端问题尚未解决，光路复杂，微振动镜振动仍存在，影响整个激光雷达部件的使用寿命，激光扫描受微振动镜面积限制，扫描范围与其他技术路线有一定差距。
典型企业和产品：Velodyne的Velarray系列，LeddarTech，innoluce，Innoviz，Fujitsu, Toyota，Draper。
4.2. 激光雷达，光学相控阵 英文是Optical Phased Array，缩写为OPA
原理：光学相控阵OPA固态激光雷达的原理是多振动产生的波相互叠加，有的方向相互增强，有的方向相互抵消。它由多个光源组成。通过控制每个光源发射的时差，可以合成角度灵活、精确可控的主光束。
优点：无机械部件，结构相对简单，精度高，体积小，成本低。
缺点：主光束外形成旁瓣，当能量分散时，阵列单元尺寸小于500 nm，对加工精度要求高，扫描角度有限，接收端方案薄弱，接收面大，信噪差。
典型企业及产品：Quanergy的S3，Blackmore, Strobe。
4.3. 3D Flash激光雷达 原理：3D Flash激光雷达以脉冲向全视野发射，并利用飞行时间成像仪接收反射信号并成像。如果使用905 nm，虽然成本低，但功率有限，探测距离不够远。若使用1550 nm，目前还没有商业条件接收需要更高成本的探测器。也有一批厂商采用Flash技术路线在一定程度上解决了成本与人眼保护的平衡。
优点：全固态，无移动部件；发射方案成熟，成本低；易于通过车辆规级检查。
缺点：采用单脉冲测量，单脉冲需要高能量，峰值功率可达数百千瓦至兆瓦水平，需要固体激光，固体激光成本高，闪光能量可能损害人眼安全，严格限制。
典型企业及产品：LeddarTech的LCA3，Tetravue，Princeton Lightwave，Trilumina (VCSEL阵列)，Toyota丰田，ESPROS的EPC660/635系列面阵，Advanced Scientific Concepts(ASC)，TI的OPT8241等； ———————————————— 版权声明：本文为CSDN博主「瞻邈」遵循原创文章CC 4.0 BY-SA版权协议，请附上原始来源链接和本声明。 原文链接：https://blog.csdn.net/xhtchina/article/details/115799431