常见激光雷达分类

激光雷达的原理

激光雷达的原理与声纳相似，但我们用光代替声音来衡量激光雷达与障碍物之间的距离。主要工作原理是将激光束（单线/多线）发射到目标，然后将反射信号与发射信号进行比较， 分析信号的折返时间（TOF）或频率差(多普勒频移)可获得目标距离等相关参数。

激光雷达为光雷达？

激光是大量原子受激辐射产生的发光行为。激光在传播中总是像一条直线，发散角度很小。

如果一个激光雷达能够在同一空间内从设定的角度发射无数激光，它就能获得无数基于障碍物的反射信号。例如，线速激光将通过平面反射的障碍信息获得平面地图；多个激光线速通过不同平面反射的障碍信息获得三维地图。

二、激光雷达的作用

机器人独立定位和导航，常用于定位地图和避障导航，是移动机器人感知外部环境障碍的眼睛。

三、常见的激光雷达类型，以及各自的优缺点和适用场景

1、线数划分

①单线激光雷达：

单线激光雷达只能完成平面扫描，扫描速度快，分辨率高，可靠性高。目前主要用于服务机器人等需要避免障碍物的场景。

②多线激光雷达：

多线激光雷达可以识别物体的高度信息(可以理解为垂直积分)，目前行业为4~以128线为主，成本高，主要用于无人车自动驾驶等领域。

2、扫描方式划分

根据扫描方法，激光雷达一般可分为三种类型，机械、固态和混合固态。目前，机械式最为常用，固态式是未来行业的大力发展方向(固态指激光雷达为单个整体，不需要旋转和可移动扫描部件)；混合是机械和纯固态的折叠方案（只扫描前方一定角度的范围；纯固态仍有一些较小的活动部件），是当前阶段批量生产和装载的主流产品。

①机旋转激光雷达：

业内大多数人都有这样的解决方案。发射系统和接收系统在物理意义上旋转，不断旋转发射器，将激光点变成线，并在垂直方向上布置多束激光发射器形成表面，实现3D目标扫描。但内部结构复杂，主要包括激光、扫描仪、光电探测器、位置和导航设备。硬件成本高，难以长期保持稳定运行，因为它通过复杂的机械结构实现高频准确的旋转，行业寿命多为2~3万小时（正常使用约2~3年），因此，固态激光雷达已成为许多公司的研究方向。

②微激光雷达转镜（混合固态：

转镜类似于机械式，保持收发模块不动，通过电机驱动转镜运动，将激光反射到不同的方向，以实现一定范围的激光扫描。目前，镜式激光雷达方案成熟，易于通过汽车规则，是自动驾驶中应用较多的方案。与纯机械相比，机械结构简单，体积相对较小，易于大规模生产。

③MEMS激光雷达（混合固态：

MEMS（Micro-Electro-Mechanical System）激光雷达采用微振镜扫描实现微观光束操作发射端。MEMS微振动镜是一种技术成熟、集成度高的硅基半导体元件。它的引入可以帮助激光雷达减少电机、多棱镜等机械运动装置，减少尺寸空间，但也可以减少激光和探测器的数量，大大降低成本。但其尺寸较小，限制了扫描范围和视角，稳定性低，交通规则困难，目前量产一致性较低。

④泛光阵列激光雷达（Flash，固态）：

泛光面阵列是目前全固态激光雷达中比较成熟的技术(闪光，原理类似相机)，可以短时间直接发出一大片覆盖探测区域的激光，用高灵敏度的接收器完成周围环境的绘制，可以快速记录整个场景，避免扫描过程中雷达或目标移动的影响。然而，由于每次发射的光都会分散在整个视野中，这意味着只有少数激光会投射到某些特定点，因此很难进行远程探测。

⑤光学相控式激光雷达（OPA，固态）：

相控阵激光雷达由多个光源组成控制各光源发光时差(相对相位)，具有特定方向的主光束合成，通过控制，可以实现不同方向的扫描。光学相控阵要求单元尺寸不大于半波长。目前，激光雷达的工作波长为1万nm因此，阵列单元的尺寸不得大于500nm，加工难度大。

我们今天推荐的激光雷达的主要特点是：

1.小，重量轻，放在我们身上P600无人机更合适；

2.单线机械激光雷达探测范围4000M，可用于室内外，技术成熟，成本低；

3.性价比高，适合科研，可用于室内服务机器人和工厂AGV等场景。

本产品支持公司、淘宝、JD.COM自营/易方式。如果您对本产品感兴趣，可以添加以下售前人员咨询。

阿木实验室：为机器人研发提供开源软硬件工具和课程服务，使研发更加高效！

- End -

随着技术的快速发展，阿木实验室将跟上技术的步伐，不断向您推荐机器人行业的最新技术和硬件。看到我们培训的学生在技术上取得了快速的进步，这是我们培训的最大价值。如果您在机器人行业，请关注我们的官方账户，我们将继续发布机器人行业最有价值的信息和技术。