释放激光雷达的力量：简化设计验证和制造测试
白皮书
汽车工业正在经历一场实质性的转型，其中驱动系统电气化和自动驾驶起到了关键作用。传感器融合是汽车行业实现完全自动驾驶的关键推动力。成功发挥传感器融合的潜力依赖于高质量的数据。通过软件算法可以整合摄像头、雷达和激光雷达（lidar）的输入信息，从而提取有价值的信息，帮助做出明智的决策。
三种传感器（即摄像头、雷达和激光雷达传感器）能够以类似于人类感知的方式帮助车辆感知其周围环境，如图 1 所示。尽管仿真人类感官和大脑以实现 5 级驾驶自动化还有很长的路要走，但传感器融合是朝着这个方向迈出的重要一步。
摄像头和汽车雷达一直是实现 2 级以内自动驾驶的基石。3 级和更高级别的自动化需要额外的传感器和冗余。汽车激光雷达可以补充其他传感器的功能。激光雷达传感器具有以下优势：
- 高分辨率和准确度
- 低光效能
- 3D 测绘
激光雷达的基础知识
激光雷达是一种使用激光脉冲进行检测和测距的设备。汽车激光雷达传感器可以在不同的波长下工作，例如850 nm、905 nm、940 nm 和 1550 nm。从根本上讲，激光雷达传感器由充当发射器的激光源、充当接收器的光电探测器以及用于引导和收集激光脉冲的透镜或光学器件组件组成。从工作原理来看，激光雷达有两种类型，如图 2 所示。
- 飞行时间（ToF）激光雷达
- 调频连续波（FMCW）激光雷达
ToF 激光雷达利用发射和反射激光脉冲之间的时间差来计算到目标的距离，也称为测距。与大多数常见的汽 车雷达类似，FMCW 激光雷达利用发射和接收的调制激光线性调频之间的频率差来计算距离。它还可以推 导出目标的速度。FMCW 激光雷达使用相干检测，有助于实现更好的距离分辨率，并能够同时测量昏暗和 明亮的目标。 目前，最常见的激光雷达是 ToF 传感器，因为这项技术成熟、传感器设计简单且组件广泛可用。 激光雷达传感器根据其使用的检测或扫描技术进行分类。机械旋转式激光雷达是相对成熟、应用较广的激光 雷达之一；然而，新型固态激光雷达则具有成本较低的优势。每种类型的激光雷达传感器都有其自身的优点 和挑战。
以下列表中，最后三种类型属于固态激光雷达：
- 机械旋转式激光雷达
- 电动扫描式激光雷达
- 微电子机械系统（MEMS）激光雷达
- 闪光激光雷达
- 光学相控阵激光雷达
激光雷达生态系统包括组件制造商、汽车原始设备制造商（OEM）和工业用户。图 3 展示了激光雷达生态系统。
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