相關縮寫：dToF：direct Time-of-Flight直接測量光的飛行時間；iToF：indirect Time-of-Flight通過測量相位偏移來間接測量光的飛行時間；PLD：脈沖激光二極管，一種激光雷達發光元件；APD：雪崩光二極管，一種激光雷達感光元件；SPAD：Single Photon Avalanche Diode單光子雪崩二極管，一種激光雷達感光元件；SiPM：Silicon photomultiplier硅光電倍增管，一種激光雷達感光元件；CMOS：Compound metal Oxided Semiconductor 復合金屬氧化物半導體，一種攝像頭感光元件；CCD...

激光雷達的FOV，FOV指激光雷達能夠探測到的視場范圍，可以從垂直和水平兩個維度以角度來衡量范圍大小，下圖比較形象的展示了激光雷達FOV范圍，之所以要提到FOV是因為后面不同的技術路線基本都是為了能夠實現對FOV區域內探測。垂直FOV：常見的車載激光雷達通常在25°，形狀呈扇形；水平FOV：常見的機械式激光雷達可以達到360°范圍，通常布置于車頂；常見的車載半固態激光雷達通常可以達到120°范圍，形狀呈扇形，可布置于車身或車頂。激光雷達在醫療領域被用于人體三維掃描和診斷。上海四探頭激光雷達價位點頻，即周期采集點數，因為激光雷達在旋轉掃描，因此水平方向上掃描的點數和激光雷達的掃描頻率有一定的關系...

當三維點較為稠密的時候，可以像視覺一樣提取特征點和其周圍的描述子，主要通過選擇幾何屬性（如法線和曲率）比較有區分度的點，在計算其局部鄰域的幾何屬性的統計得到關鍵點的描述子，而當處理目前市面上的激光雷達得到的單幀點云數據時，由于點云較為稀疏，主要依靠每個激光器在掃描時得到的環線根據曲率得到特征點。而有了兩幀點云的數據根據配準得到了相對位姿變換關系后，我們便可以利用激光雷達傳感器獲得的數據來估計載體物體的位姿隨時間的變化而改變的關系。比如我們可以利用當前幀和上一幀數據進行匹配，或者當前幀和累計堆疊出來的子地圖進行匹配，得到位姿變換關系，從而實現里程計的作用。激光雷達的高精度測量能力使其在體育訓練中...

相比于半固態式和固態式激光雷達，機械旋轉式激光雷達的優勢在于可以對周圍環境進行360°的水平視場掃描，而半固態式和固態式激光雷達往往較高只能做到120°的水平視場掃描，且在視場范圍內測距能力的均勻性差于機械旋轉式激光雷達。由于無人駕駛汽車運行環境復雜，需要對周圍360°的環境具有同等的感知能力，而機械旋轉式激光雷達兼具360°水平視場角和測距能力遠的優勢，目前主流無人駕駛項目紛紛采用了機械旋轉式激光雷達作為主要的感知傳感器。軌道交通激光雷達能夠準確檢測軌道上的脫軌和異常情況，保障鐵路運輸的安全和穩定運行。吉林重復掃描激光雷達應用層面，目前暫無車規級量產案例，OPA方案的表示企業為Quanerg...

關于實際量程：雷達對特定目標的實際量程會受到如下因素的影響：1、目標漫反射率，目標漫反射率不但與材質有關，也與表面朝向有關。目標漫反射率越高，實際量程就越遠；2、反射面積，目標表面被激光光斑覆蓋的面積。覆蓋面積越大，實際測量距離越遠；3、透光罩臟污程度，雷達的透光罩臟污會造成透光性能下降，透光性能下降得越多，測量能力越差，透光率下降至 60%時，測量能力可能完全失效；4、大氣條件，雷達的實際測量能力同時受到大氣條件的影響，特別是在戶外工作時。大氣的光傳播能力越差，雷達的實際測量能力越低。在極端天氣條件 (例如濃霧)下，測量能力會完全失效。在某些領域，激光雷達被用于偵察和目標識別。江蘇國產激光雷...

激光的誕生，光子入射到物質中，以刺激電子從較高能級過渡到較低能級，并發射光子。當原子處于某種激發態時，有能量合適的光子從該原子附近通過，該原子就會釋放出一個具有同樣電勢能的光子，從而躍遷到低能級狀態。入射光子和發射光子具有相同的波長和相位，該波長對應于兩個能級之間的能量差。一個光子刺激一個原子發射另一個光子，因此產生兩個相同的光子，1917年，愛因斯坦在量子理論的基礎上提出了一個嶄新的概念一一受激輻射:即在物質與輻射場的相互作用中,構成物質的原子或分子可以在光子的激勵下產生光子。激光雷達的智能化處理提高了數據解析的自動化水平。天津固態激光雷達批發當三維點較為稠密的時候，可以像視覺一樣提取特征點...

LiDAR的數據，三維點，對于旋轉式激光雷達來說，得到的三維點便是一個很好的極坐標系下的多個點的觀測，包含激光發射器的垂直俯仰角，發射器的水平旋轉角度，根據激光回波時間計算得到的距離。但 LiDAR 通常會輸出笛卡爾坐標系下的觀測值，頭一是因為 LiDAR 在極坐標系下測量效率高，也只是對于旋轉式 LiDAR，目前陣列式 LiDAR 也有很多。第二笛卡爾坐標系更加直觀，投影和旋轉平移更加簡潔，求解法向量，曲率，頂點等特征計算量小，點云的索引及搜索都更加高效。對于 MEMS 式激光雷達，由于一次采樣周期為一個偏振鏡旋轉周期，10hz 下采樣周期為 0.1 秒，但由于載體本身在進行高速移動時，我們...

這類形體對現實世界的表達能力有限，絕大部分目標難以用這些形體或其組合來近似。后續研究主要集中于三維自由形態目標的識別，所謂自由形態目標，即表面除了頂點、邊緣以及尖拐處之外處處都有良好定義的連續法向量的目標（如飛行器、汽車、輪船、建筑物、雕塑、地表等）。由于現實世界中的大部分物體均可認為是自由形態目標，因此三維自由形態目標識別算法的研究較大程度上擴展了識別系統的適用范圍。在過去二十余年間，三維目標識別任務針對的數據量不斷增加，識別難度不斷上升，而識別率亦不斷提高。激光雷達的輕便設計使其便于攜帶和操作。安徽無人駕駛激光雷達國內市場，中國是激光雷達未來的較大市場之一。根據麥肯錫的預測，中國將是全球較...

RSoft 工具，能夠支持對片上LiDAR器件進行復雜的布局設計。任何單一仿真工具都無法勝任如此復雜性質的設計問題。組合使用RSoft工具，如FullWAVE FDTD用于發射器，Multiphysics Utility用于T-O Phaser，BeamPROP BPM用于分束器，將會達成較佳布局設計。OptSim，用于設計和模擬光通信系統。光學相干斷層掃描（OCT）和光探測和測距（LiDAR）應用中接收到的射頻頻譜，得到飛行時間（ToF）的分辨率及測量結果。OptoCompiler，用于光子集成電路。光子集成電路的應用領域也在持續擴展，從數據中心中的收發器和開關到更多樣化的汽車，生物醫學和傳...

在實際應用中，很多時候并不知道點云之間的鄰接關系。針對此，研究人員開發了較小張樹算法和連接圖算法以實現鄰接關系的計算?？傮w而言，三維模型重建算法的發展趨勢是自動化程度越來越高，所需人工干預越來越少，且應用面越來越廣。然而，現有算法依然存在運算復雜度較高、只能針對單個物體、且對背景干擾敏感等問題。研究具有較低運算復雜度且不依賴于先驗知識的全自動三維模型重建算法，是目前的主要難點。然而，如何在包含遮擋、背景干擾、噪聲、逸出點以及數據分辨率變化等的復雜場景中實現對感興趣目標的檢測識別與分割，仍然是一個富有挑戰性的問題。微波激光雷達結合了微波和激光技術有較高的抗干擾能力和強化信號處理能力，適用于復雜電...

測距精度：激光雷達對同一距離下的物體多次測試所得數據之間的一致程度,精度越高表示測量的隨機誤差越小。多傳感器標定：將多傳感器得到的各自局部空間坐標下的測量數據轉換到一個統一的空間坐標系的過程。可靠性：一般指產品可靠性,是組件、產品、系統在一定時間內、在一定條件下無故障地執行指定功能的能力或可能性。安全性：產品在使用、儲運、銷售等過程中,保障人體健康和人身、財產安全免受傷害或損失的能力或可能性,包括功能安全、網絡安全、激光安全等。在安全監控領域，激光雷達能有效識別入侵者并觸發警報。北京三維激光雷達正規泛光面陣式（FLASH），泛光面陣式是目前全固態激光雷達中較主流的技術，其原理也就是快閃，它不像...

對于激光的波長，目前主要使用使用波長為905nm和1550nm的激光發射器，波長為1550nm的光線不容易在人眼液體中傳輸。故1550nm可在保證安全的前提下較大程度上提高發射功率。大功率能得到更遠的探測距離，長波長也能提高抗干擾能力。但是1550nm激光需使用InGaAs，目前量產困難。故當前更多使用Si材質量產905nm的LiDAR。通過限制功率和脈沖時間來保證安全性。技術原理，激光雷達探測的具體技術可以分為TOF飛行時間法與相干探測方法。其中ToF方法可以進一步區分為iToF和dToF方法；飛行時間（ToF）探測方法，通過直接計算發射及接收電磁波的時間差測量被測目標的距離；相干探測方法（...

優劣勢分析：優點：FLASH激光雷達較大的優勢在于可以一次性實現全局成像來完成探測，且成像速度快。體積小，易安裝，易融入車的整體外觀設計。設計簡潔，元件極少，成本低。信號處理電路簡單，消耗運算資源少，整體成本低。刷新頻率可高達3MHz，是傳統攝像頭的10萬倍，實時性好，因此易過車規。缺點：不過FLASH激光單點面積比掃描型激光單點大，因此其功率密度較低，進而影響到探測精度和探測距離（低于50米）。要改善其性能，需要使用功率更大的激光器，或更先進的激光發射陣列，讓發光單元按一定模式導通點亮，以取得掃描器的效果。激光雷達的輕便設計使其便于攜帶和操作。北京覓道Mid-360激光雷達行價MEMS激光雷...

LiDAR 數據通常在空中收集，如NOAA在加州大蘇爾Bixby大橋上空的調查飛機（右圖）。這里的LiDAR數據顯示了Bixby大橋的俯視圖（左上）和側視圖（左下）。NOAA的科學家使用基于LiDAR的裝置檢查自然和人造環境。LiDAR數據支持洪水和風暴潮建模、水動力建模、海岸線測繪、應急響應、水文測量以及海岸脆弱性分析等活動。此外，地形LiDAR使用近紅外激光繪制地形和建筑物地圖，而測深LiDAR使用透水綠光繪制海底和河床地圖。在農業中，LiDAR可用于繪制拓撲圖和作物生長圖，從而提供有關肥料需求和灌溉需求的信息。激光雷達的工作原理基于光的傳播速度和反射原理，實現高精度測距。天津隧道激光雷達...

激光雷達產業自誕生以來，緊跟底層器件的前沿發展，呈現出了技術水平高的突出特點。激光雷達廠商不斷引入新的技術架構，提升探測性能并拓展應用領域：從激光器發明之初的單點激光雷達到后來的單線掃描激光雷達，以及在無人駕駛技術中獲得普遍認可的多線掃描激光雷達，再到技術方案不斷創新的固態式激光雷達、FMCW激光雷達，以及如今芯片化的發展趨勢，激光雷達一直以來都是新興技術發展及應用的表示。適用于實現部分視場角（如前向）的探測，因為不含機械掃描器件，其體積相較于其他架構較為緊湊。Hap激光雷達在復雜城市環境中能夠準確測量建筑物高度，為城市規劃和管理提供重要數據支持。北京軌道交通激光雷達激光的誕生，光子入射到物質...

國外廠商在激光器和探測器行業耕耘較久，產品的成熟度和可靠性上有更多的實踐經驗和優勢，客戶群體也更為普遍。國內廠商近些年發展迅速，產品性能已經基本接近國外供應鏈水平，并已經有通過車規認證（AEC-Q102）的國產激光器和探測器出現，元器件的車規化是車規級激光雷達實現的基礎，國內廠商能夠滿足這一需求。相比國外廠商，國內廠商在產品的定制化上有較大的靈活性，價格也有一定優勢。光學部件方面，激光雷達公司一般為自主研發設計，然后選擇行業內的加工公司完成生產和加工工序。光學部件國內廠商的技術水平已經完全達到或超越國外供應鏈的水準，且有明顯的成本優勢，已經可以完全替代國外供應鏈和滿足產品加工的需求。激光雷達在...

當我們用當前幀和整個點云地圖進行匹配的時候，我們便能得到傳感器在整個地圖中的位姿，從而實現在地圖中的定位。傳感器車規化，固態激光雷達取消了機械結構，能夠擊中目前機械旋轉式的成本和可靠性的痛點，是激光雷達的發展方向。除了這兩大迫切解決的痛點外，目前量產的激光雷達探測距離不足，只能滿足低速場景（如廠區內、校園內等）的應用。日常駕駛、高速駕駛的場景仍在測試過程中。當前機械式激光雷達的價格十分昂貴，Velodyne 在售的 64/32/16 線產品的官方定價分別為 8 萬/4 萬/8 千美元。一方面，機械式激光雷達由發射光源、轉鏡、接收器、微控馬達等精密零部件構成，制造難度大、物料成本較高；另一方面，...

國外廠商在激光器和探測器行業耕耘較久，產品的成熟度和可靠性上有更多的實踐經驗和優勢，客戶群體也更為普遍。國內廠商近些年發展迅速，產品性能已經基本接近國外供應鏈水平，并已經有通過車規認證（AEC-Q102）的國產激光器和探測器出現，元器件的車規化是車規級激光雷達實現的基礎，國內廠商能夠滿足這一需求。相比國外廠商，國內廠商在產品的定制化上有較大的靈活性，價格也有一定優勢。光學部件方面，激光雷達公司一般為自主研發設計，然后選擇行業內的加工公司完成生產和加工工序。光學部件國內廠商的技術水平已經完全達到或超越國外供應鏈的水準，且有明顯的成本優勢，已經可以完全替代國外供應鏈和滿足產品加工的需求。站臺入侵激...

發射端與預定目標之間的大氣雜質會產生虛假回波——這些大氣雜質產生的虛假回波可能會非常強烈，以至于無法可靠的檢測到來自預定目標物的回波信號。可用光功率限制——更高功率的光束可以提供更高的精度，但也更加昂貴。掃描速度——激光光源的工作頻率可能對人眼造成危害并引發安全問題，然而我們可以通過其他方法來緩解這個問題。例如，固態LiDAR能夠在不威脅人眼安全的波長下運行，并且還能照亮更廣闊的區域。來自附近其他LiDAR裝置的信號串擾可能會干擾目標信號。激光雷達在農業領域用于監測作物生長情況。天津多線激光雷達制造測距精度：激光雷達對同一距離下的物體多次測試所得數據之間的一致程度,精度越高表示測量的隨機誤差越...

肺炎刺激服務型機器人市場發展，2030 年激光雷達該領域規模預計達到 16.7 億美元。服務型機器人主要應用范圍包括無人配送、無人清掃、無人倉儲、無人巡檢等。面對肺炎，無人配送能夠避免人與人的不必要接觸，減少交叉傳染概率。2019 年 12 月，美國自動駕駛送貨科技公司 Nuro 宣布與零售巨頭 Kroger 合作，在休斯頓為顧客提供無人送貨服務。2020年 7 月，京東物流無人配送研究院項目落戶常熟高新區，其無人配送車也正式上線。2020 年10 月，美團正式發布位于北京首鋼園區的智慧門店 MAIShop，集成了無人微倉與無人配送服務。根據禾賽科技公開招股書援引沙利文研究預測，伴隨全球服務型...

激光雷達在ADAS應用：海內外持續發展，2025年全球市場規模有望達6.2億美元。2020年10月，百度在北京全方面開放無人駕駛出租車服務，在13個城市部署總數測試車輛，并且與一汽紅旗合作實現了中國首條L4級自動駕駛乘用車生產線建設，具備批量生產能力。根據Forst&Sullivan研究估計，2026年ADAS領域使用激光雷達產業規模有望達12.9億美元。其中，中國、美國、其他地區分別為6.7/3.5/2.7億美元。2030年ADAS領域使用激光雷達產業規模有望達64.9億美元，其中中國、美國、其他地區分別為32.5/13.0/19.5億美元。激光雷達由發射器、接收器、光電探測器等組成，通過精...

MEMS：MEMS激光雷達通過“振動”調整激光反射角度，實現掃描，激光發射器固定不動，但很考驗接收器的能力，而且壽命同樣是行業內的重大挑戰。支撐振鏡的懸臂梁角度有限，覆蓋面很小，所以需要多個雷達進行共同拼接才能實現大視角覆蓋，這就會在每個激光雷達掃描的邊緣出現不均勻的畸變與重疊，不利于算法處理。另外，懸臂梁很細，機械壽命也有待進一步提升。振鏡+轉鏡：在轉鏡的基礎上加入振鏡，轉鏡負責橫向，振鏡負責縱向，滿足更寬泛的掃射角度，頻率更高價格相比前兩者更貴，但同樣面臨壽命問題。二維激光雷達可以應用于智能安防系統，實現對建筑物周邊區域的實時監控和目標識別。安徽Hap激光雷達供應激光的誕生，光子入射到物質...

機械式，以 Velodyne 2007年推出了一款激光雷達為例，它把 64 個激光器垂直堆疊在一起，使整個單元每秒旋轉許多次。發射系統和接收系統存在物理意義上的轉動，也就是通過不斷旋轉發射器，將激光點變成線，并在豎直方向上排布多束激光發射器形成面，達到 3D 掃描并接收信息的目的。但由于通過復雜的機械結構實現高頻準確的的轉動，平均的失效時間只 1000-3000 小時，難以達到車廠較低 13000 小時的要求。混合固態式，利用微電子機械系統的技術驅動旋鏡，反射激光束指向不同方向。混合固態激光雷達的優點包括了：數據采集速度快，分辨率高，對于溫度和振動的適應性強；通過波束控制，探測點（點云）可以任...

激光雷達在ADAS應用：海內外持續發展，2025年全球市場規模有望達6.2億美元。2020年10月，百度在北京全方面開放無人駕駛出租車服務，在13個城市部署總數測試車輛，并且與一汽紅旗合作實現了中國首條L4級自動駕駛乘用車生產線建設，具備批量生產能力。根據Forst&Sullivan研究估計，2026年ADAS領域使用激光雷達產業規模有望達12.9億美元。其中，中國、美國、其他地區分別為6.7/3.5/2.7億美元。2030年ADAS領域使用激光雷達產業規模有望達64.9億美元，其中中國、美國、其他地區分別為32.5/13.0/19.5億美元。在安全監控領域，激光雷達能有效識別入侵者并觸發警報...

早在上個世紀60年代，當人類制造出激光器后，科學家們根據激光的特性，較早提出的應用就是測距。在1967年7月，美國人進行了頭一次載人登月飛行，就在月球上安裝了一個發射裝置用于測算地球和月球的距離。隨后，正值冷戰時期的人們，將激光應用在了制彈上。飛機發射激光照射目標，同時投擲激光制彈對準目標飛行，用激光隨時修正自己的飛行路線，精確度非常高。20世紀70年代末，美國國家航空航天局（NASA）成功研制出一種具有掃描和高速數據記錄能力的機載海洋激光雷達。用在大西洋和切薩皮克灣進行了水深的測定，并且繪制出水深小于10m的海底地貌。此后，機載激光雷達系統蘊含的巨大應用潛力開始受到關注，并很快被應用到陸地地...

要知道光速是每秒30萬公里。要區分目標厘米級別的精確距離，那對傳輸時間測量分辨率必須做到1納秒。要如此精確的測量時間，因此對應的測量系統的成本就很難降到很低，需要使用巧妙的方法降低測量難度。首先，我們需要明確，激光雷達并不是單獨運作的，一般是由激光發射器、接收器和慣性定位導航三個主要模塊組成。當激光雷達工作的時候，會對外發射激光，在遇到物體后，激光折射回來被CMOS傳感器接收，從而測得本體到障礙物的距離。從原理來看，只要需要知道光速、和從發射到CMOS感知的時間就可以測出障礙物的距離，再結合實時GPS、慣性導航信息與計算激光雷達發射出去角度，系統就可以得到前方物體的坐標方位和距離信息。Avia...

激光光源，由于激光器發射的光線需要投射至整個FOV平面區域內，除了面光源可以直接發射整面光線外，點光源則需要做二維掃描覆蓋整個FOV區域，線光源需要做一維掃描覆蓋整個FOV區域。其中點光源根據光源發射的形式又可以分為EEL（Edge-Emitting Laser邊發射激光器）和VCSEL（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser垂直腔面發射激光器）兩種，二者區別在于EEL激光平行于襯底表面發出（如圖1），VCSEL激光垂直于襯底表面發出（如圖2）。其中VCSEL式易于進行芯片式陣列布置，通常使用此類光源進行陣列式布置形成線光源（一維陣列）或面光源（二維陣列）...

二維掃描振鏡激光雷達，這類激光雷達的主要元件是兩個掃描器——多邊形棱鏡和垂直掃描振鏡，分別負責水平和垂直方向上的掃描。特點是掃描速度快，精度高。比如：一個四面多邊形，只移動八條激光器光束（相當于傳統的8線激光雷達），以5000rpm速度掃描，垂直分辨率為2667條/秒，120度水平掃描，在10Hz非隔行掃描下，垂直分辨率達267線。優點：轉速越高，掃描精度越高；可以控制掃描區域，提高關鍵區域的掃描密度；多邊形可提供超寬FOV，一般可做到水平120度。MEMSLidar一般不超過80度；通光孔徑大，信噪比和有效距離要遠高于MEMSLidar；價格低廉，MEMS振鏡貴的要上千美元，多邊形激光掃描已...

國內市場，中國是激光雷達未來的較大市場之一。根據麥肯錫的預測，中國將是全球較大的自動駕駛市場，也是高級輔助駕駛領域全球較大的新車銷售市場。由于人口老齡化和產業升級的影響，需要在減少人力支出的情況下增加生產效率，通過無人駕駛、高級輔助駕駛、服務型機器人通過機器自動化工作來減少人力支出。在2022年中國激光雷達市場規模約為26.4億元。根據預測，2023年中國激光雷達市場規模將達75.9億元，2024年將達到139.6億元。2022年全球靠前的激光雷達公司中，2家車載激光雷達公司都來自中國，分別是禾賽科技和速騰聚創。在政策端，國家近年來不斷推出新的政策以支持激光雷達企業的成長與發展。激光雷達的集成...

在三維模型重建方面，較初的研究集中于鄰接關系和初始姿態均已知時的點云精配準、點云融合以及三維表面重建。在此，鄰接關系用以指明哪些點云與給定的某幅點云之間具有一定的重疊區域，該關系通常通過記錄每幅點云的掃描順序得到。而初始姿態則依賴于轉臺標定、物體表面標記點或者人工選取對應點等方式實現。這類算法需要較多的人工干預，因而自動化程度不高。接著，研究人員轉向點云鄰接關系已知但初始姿態未知情況下的三維模型重建，常見方法有基于關鍵點匹配、基于線匹配、以及基于面匹配 等三類算法。Hap激光雷達是一種可靠的感知設備，能夠實現高精度的目標識別和定位。天津軌旁入侵激光雷達批發20世紀90年代后期，全球定位系統及慣...