车载激光雷达的分类

01机械式激光雷达
机械式激光雷达通过电机带动收发阵列进行整体旋转，能够实现对空间水平 360°视场范围的扫描。其发射系统和接收系统在宏观上是旋转的，发射部件垂直排列成激光光源的线性阵列，通过透镜在垂直面上产生不同方向的激光束。在步进电动机的驱动下，垂直面内的激光束不断地从“线”旋转到“面”，并通过旋转扫描光“面”形成多重激励，实现检测区域的三维扫描，形成点云。
作为激光雷达最经典且发展最为成熟的技术方案，机械式激光雷达常应用于自动驾驶出租车的测试和迭代，但利用传统分立式设计的机械式雷达主要是通过增加收发模块来实现高线束，虽然能够实现更高精度的探测，但整套元器件体积大且降本空间有限。
02混合固态激光雷达 MEMS
混合固态激光雷达MEMS（Micro Electromechanical System）是一种用半导体“微动”器件来代替机械式扫描器，在微观尺度上实现雷达发射端的激光扫描方式。MEMS激光雷达将微机电系统MEMS（一种内部结构在微米乃至纳米的高科技装置）和振镜（一种硅基半导体元器件，属于固态电子元件）相结合，通过MEMS驱动振镜使其运动，激光通过振镜发射到各个方向，因此被称为混合固态激光雷达。
混合固态激光雷达可分为一维扫描和二维扫描，它们的共同之处是，都通过内部机械运动改变激光的方向；区别是一维扫描仅改变水平方向，二维扫描同时改变水平和垂直方向。一维扫描的方案为采用在水平方向上的反射镜来改变光线方向获得视场角覆盖；二维扫描有两种方案，一种是振镜通过悬臂梁在横纵两轴高速周期运动，从而改变激光反射方向实现扫描，另一种是由一个在横轴不断旋转的多边形棱镜和一个在纵轴摆动的镜子实现扫描。下面具体介绍这三种方案。
03固态激光雷达
机械式和半固态都是收发模块搭配一种做机械运动的扫描模块，不能算是纯固态，归根结底扫描模块只是一个机械部件，是一种“形式”，真正决定激光雷达性能的“本质”是其收发模块。只有在内部没有任何运动部件的才是纯固态激光雷达，这种激光雷达结构最简单、集成度最高。理论上来讲，固态激光雷达是完全没有移动部件的雷达，光相控阵（Optical Phased Array）和 Flash 是典型技术路线，也被认为是纯固态激光雷达方案。
激光雷达安装位置分为两大类：一类安装在智能网联汽车的四周，另一类安装在智能网联汽车的车顶。对于装在智能网联汽车四周的激光雷达，其激光线束一般小于8，常见的有单线激光雷达和4线激光雷达。对于安装在智能网联汽车车顶的激光雷达，其激光线束一般不小于16，常见的有16、32、64线激光雷达。


目前，应用于汽车自动驾驶的雷达主要有三种：超声波雷达、激光雷达和毫米波雷达。
超声波雷达：技术成熟，成本之选
自动驾驶中，超声波雷达是必不可少的四大传感器之一，特别适合应用于自动泊车场景，以及在驾驶过程当中的短距离感测，而这些应用是自动驾驶最先落地的应用场景，也是刚需，特别是自动泊车
超声波虽然也有频率，也有波长，但不同于我们熟悉的应用于通信领域的电磁波。超声波是声波，是机械波，要传播必须要有传播介质，不能在真空当中传播，超声波的传播速度跟声波一样，在空气中都是大约340M/S,频率一般高于20KHz，在空气当中的波长一般短于2厘米，因为频率超出了人耳朵的听觉范围，所以被称为超声。而超声波应用于测距和定位的原理，就是蝙蝠在夜间飞行的原理，蝙蝠以脉冲的形式发出超声波，通过接收反射的回波进行回声定位，这种回波定位的基本原理，不管是激光、毫米波、超声波都适用，一般都是统称为雷达。
自动泊车系统一般配置有12个超声波雷达，包括8个安装于汽车前后的UPA超声波雷达，和4个安装于汽车两侧的APA超声波雷达。UPA超声波雷达Utrasonic Parking Assistant，频率较高58KHz，精度高，感测距离较短，APA超声波雷达Automatic Parking Assistant，频率较低 40KHz，精度一般，但感测距离较长，一般能够超过3米。所以以自动泊车的过程为例，就是汽车在低速巡航的时候使用超声波感知周围的环境，寻找空车位并且自动泊入车位的过程，另外横向感测的应用主要用于车辆行驶过程当中，提醒司机平行车道当中的车辆的距离。
激光雷达：自动驾驶不可或缺
激光雷达（light detection and ranging，LiDAR）通俗来讲，激光雷达被比喻为自动驾驶车辆的“眼睛”，这个比喻蛮形象的解释了激光雷达起到的作用——看。激光雷达作为三维传感器，是车辆“大脑中枢”做出判断前期的基础数据来源之一，车辆大脑将数据转换为有用信息，再发出行为指令。
因此，激光雷达也是实现自动驾驶落地“最后一公里“中极为重要的一环，它是自动驾驶的必备组件，决定着自动驾驶行业的进化水平。
汽车激光雷达目前主要用于辅助自动驾驶系统，能够协助汽车认知路面自然环境，自主整体规划行驶路线。同样，激光雷达通过从激光器中以每秒数百万的速度发送光脉冲，这些光脉冲从物体上反射回来，并被传感器接收，车载计算机以此创建车辆周围环境的3D地图。激光雷达可应用于ADAS系统，例如自适应巡航控制（ACC）、前车碰撞警示（FCW）及自动紧急制动（AEB）等。
在理想状态下，想要真正实现自动驾驶，最终每辆车都将配置多个激光雷达传感器。
毫米波雷达：向77-79GHz迈进
车载毫米波雷达主要有24ghz与77-79ghz两种，后者相比前者，测距更长，可达精度更高，因此也被认为是毫米波雷达的未来。
毫米波实质上就是电磁波。毫米波的频段比较特殊，其频率高于无线电，低于可见光和红外线，频率大致范围是10GHz—200GHz。这是一个非常适合车载领域的频段。
目前，比较常见的车载领域的毫米波雷达频段有三类。　
（1）24-24.25GHz这，目前大量应用于汽车的盲点监测、变道辅助。雷达安装在车辆的后保险杠内，用于监测车辆后方两侧的车道是否有车、可否进行变道。这个频段也有其缺点，首先是频率比较低，另外就是带宽（Bandwidth）比较窄，只有250MHz。
（2）77GHz，这个频段的频率比较高，国际上允许的带宽高达800MHz。据介绍，这个频段的雷达性能要好于24GHz的雷达，所以主要用来装配在车辆的前保险杠上，探测与前车的距离以及前车的速度，实现的主要是紧急制动、自动跟车等主动安全领域的功能。
（3）79GHz—81GHz，这个频段最大的特点就是其带宽非常宽，要比77GHz的高出3倍以上，这也使其具备非常高的分辨率，可以达到5cm。
毫米波雷达特点
精准度高，抗干扰能力强 探测距离远 ，呈广角探测 ，探测范围广，作用时速可达到120码以上，全天候工作，雨雪雾霾沙尘暴等恶劣天气，均能开启正常使用。穿透能力强，安装也可以完全隐蔽，不影响车辆整体外观。因此毫米波雷达技术更适用于汽车防撞领域。

车载激光雷达是一种移动型扫描系统，可以通过发射和接收激光束，分析激光遇到目标对象后的折返时间，计算出目标对象与车的相对距离，并利用收集的目标对象表面大量的密集点的三维坐标、反射率等信息，快速复建出目标的三维模型及各种图件数据，建立三维点云图，绘制出环境地图，以达到环境感知的目的。激光雷达采集到的物体信息呈现出一系列分散的、具有准确角度和距离信息的点，被称为点云。