前言：

2017年，隨著奧迪A8首次在量產車型上搭載來自法雷奧的激光雷達，激光雷達就被視為實現幾何算法必備的傳感器。進入2021年以來，從各家新車型的發布來看，激光雷達也開始在旗艦車型上實現量產。本文針對量產的激光雷達結構進行闡述，限于篇幅僅介紹硬件。

》》激光雷達結構《《

量產車型激光雷達大多根據掃描方式分類，其中半固態（也叫混合固態）有轉鏡方案，棱鏡方案，微振鏡方案，全固態有OPA方案，Flash方案和電子掃描方案。機械雷達受限于體積和使用壽命問題無法大量在量產車型上使用，更多的用于算法標定和Robotaxi領域。

激光雷達主要包括激光罩，光發射部分，光學掃描部分，激光接收部分，信息處理，PCB板，結構件部分。

（機械雷達比較形象，尤其是右圖）

光罩的作用比較簡單，通過涂層和疊層結構，達到限制自然光進入，只通過定波長的光的作用。

激光發射端主要作用是發射激光光源，同時對光的基本特性進行調制。

光源發射器件主要有EEL、VCSEL、PSCEL。EEL發光面位于半導體晶圓的側面，具有高發光功率密度的優勢，但生產成本較高，且一致性較差。VCSEL發光面與半導體晶圓平行，其所形成的激光器陣列易于與平面化的電路芯片鍵合，但傳統的VCSEL發光功率密度低，現在通過開發多層結VCSEL提升功率密度，進而取代EEL。如ibeo激光源便是VCEL，激光器供應商為奧地利艾邁斯半導體。PSCEL是EEL和VCSEL的集成，使用使用面內反饋和面外表面發射的激光器，目前還未大規模使用，代表企業有Vector。

車載激光波長主要有905nm和1550nm兩種。905nm具備成本優勢，早期機械激光雷達多采用此波長，但1550nm功率大，抗干擾性更好，后續有傾向采用1550nm波長，如Innovusion，禾賽科技，Luminar，Innoviz，Aeye，鐳神智能都采用了1550nm波長光源。

光調制主要根據測距算法來確定，現在主流的是TOF測距，FCMW方案在研居多，未來預計兩者將會并存。當然不同的算法對光源脈沖的要求也不同。

掃描部分是通過控制激光反射方向實現掃描探測，也是區分機械雷達和固態雷達（固態沒有掃描部分）的關鍵部分。

棱鏡式激光雷達比較典型的便是Livox，光線通過棱鏡后會發生折射，進而改變發射方向。Livox采用雙棱鏡方案增加FOV角度，花瓣式掃描方案擴大點云密度，轉速約600r/min。

轉鏡式方案采用多邊形轉鏡發射改變激光發射方向，如Innovusion便采用了此種技術。結合電流掃描振鏡實現了等效300線的能力。電子掃描方案按照時間順序通過依次驅動不同視場的收發單元實現掃描。Flash則是短時間發射面陣光源。

MEMS即通過微振鏡改變激光方向，速騰聚創、禾賽科技、Innoviz均有產品。通過疊加微振鏡的層數，可擴大FOV角度。MEMS方案能實現激光雷達小型化的目的，但整體成本受制于微振鏡還是略高，同時微振鏡也會帶來壽命問題。

OPA采用光學相控陣技術，通過施加電壓調節每個相控單元的相位關系，利用相干原理，實現發射光束的偏轉，從而完成系統對空間一定范圍的掃描測量。電子掃描方案按照時間順序通過依次驅動不同視場的收發單元實現掃描。Flash則是短時間發射面陣光源。

信息處理即對反饋光線形成的點云進行解析，輸出點云內容。目前開發專用芯片替代原FPGA、DSP芯片。

》》總結《《

總體來說激光雷達在量產車領域還處于非常早期的階段，當前除了可以判斷機械激光雷達排除應用之外，尚未看到有明確的技術方向。考慮到車載對性能和成本的要求，短期內半固態激光雷達更容易受到客戶青睞。