常見問題
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激光雷達(dá)是什么?答：激光雷達(dá)(LiDAR)是激光探測和測距(Light Detection and Ranging)的簡稱，是一種利用脈沖激光形式的光束來測量到目標(biāo)物體距離(可變距離)的遙感方法,。
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激光雷達(dá)的掃描方式有哪些,？答：激光雷達(dá)按照掃描方式是否有機(jī)械運(yùn)動部件分為機(jī)械式激光雷達(dá),、混合固態(tài)（半固態(tài)）激光雷達(dá)、純固態(tài)激光雷達(dá)三大類,。機(jī)械式激光雷達(dá)是雷達(dá)整機(jī)一起繞軸360度旋轉(zhuǎn),，是最早的激光雷達(dá)種類，早期創(chuàng)立的廠商一般都有這種產(chǎn)品,。但機(jī)械式激光雷達(dá)存在高線數(shù)實(shí)現(xiàn)困難,、裝調(diào)校準(zhǔn)耗時耗力、可靠性和壽命較差等問題,。純固態(tài)激光雷達(dá)是完全沒有移動部件的雷達(dá),，光相控陣（Optical Phased Array）及Flash是其典型技術(shù)路線。但是OPA存在著技術(shù)不成熟,、旁瓣能量無法消去等問題,，F(xiàn)lash存在探測距離短的問題，短期之內(nèi)純固態(tài)激光雷達(dá)很難實(shí)現(xiàn)真正的商業(yè)應(yīng)用,。近年來,，一些非完全旋轉(zhuǎn)的激光雷達(dá)被統(tǒng)稱為混合固態(tài)激光雷達(dá)，它們具備了固態(tài)激光雷達(dá)很多的性能特點(diǎn),，如分辨率高,、有限水平FOV（前向而不是360°），系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性高,，裝調(diào)難度降低等,，是數(shù)年內(nèi)最有希望實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，應(yīng)用在各種領(lǐng)域中的技術(shù)路線,?；旌瞎虘B(tài)激光雷達(dá)目前主要有三種技術(shù)路線：1.MEMS（Micro-Electro-Mechanical System）微機(jī)電系統(tǒng)或機(jī)械振鏡,；2.多面旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鏡；3.楔形棱鏡,。也有的激光雷達(dá)是上述路線中兩種的結(jié)合,，例如MEMS加轉(zhuǎn)鏡。
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激光雷達(dá)的測距方式有哪些,？答：激光雷達(dá)的測距方式主要分為ToF式和FMCW式,。ToF式脈沖激光雷達(dá)的工作原理是在固定頻率發(fā)射短暫的光脈沖，根據(jù)這些激光脈沖從表面反彈回傳感器所需要的時間來確定物體的位置,。ToF式激光雷達(dá)在陽光干擾,、惡劣天氣下會產(chǎn)生噪聲，多個ToF激光雷達(dá)同時工作時也會彼此干擾,，為了解決這些問題,，一些ToF激光雷達(dá)廠商引入了脈沖編碼技術(shù)等。ToF式測距又具體分為dToF和iToF兩類,。dToF,，全稱是direct Time-of-Flight。顧名思義,，dToF直接測量飛行時間,。dToF核心組件包含時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器TDC，Time Digital Converter(TDC)能夠記錄每次接收到的光信號的飛行時間,，也就是發(fā)射脈沖和接收脈沖之間的時間間隔,。iToF的概念和dToF相對應(yīng)，全稱是indirect Time-of-Flight,，直譯就是間接光飛行時間,。所謂間接，就是指iToF是通過測量相位偏移來間接測量光的飛行時間,，而不是直接測量光飛行時間,。iToF向場景中發(fā)射調(diào)制后的紅外光信號，再由傳感器接收場景中待測物體反射回來的光信號,，根據(jù)曝光（積分）時間內(nèi)的累計電荷計算發(fā)射信號和接收信號之間的相位差,，從而獲取目標(biāo)物體的深度。FMCW激光雷達(dá)發(fā)出恒定的光流（連續(xù)波）,，并定期改變光的頻率（調(diào)頻）,，這使得既可以確定物體的位置，又可以利用多普勒效應(yīng)精確測量它們的速度,。FMCW激光雷達(dá)技術(shù)在消除干擾,，提高遠(yuǎn)程性能，并支持距離和速度數(shù)據(jù)方面，已經(jīng)受到了市場和行業(yè)的關(guān)注,，目前仍需等待其技術(shù)的進(jìn)一步成熟和成本的下降,。
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激光雷達(dá)的激光波長是多少？答：激光雷達(dá)選用的激光波長有兩種選擇,，一個是1000納米以內(nèi)的,，典型值是905nm，可以用硅做接收器,，成本低且產(chǎn)品成熟,，是大多數(shù)激光雷達(dá)廠商更傾向的選擇；還有一種是1000到2000納米之間的,，典型值是1550nm，這個波段硅沒有辦法探測,，需要用Ge或者InGaAs探測器,，成本會更高些，但1550nm對人眼的安全閾值也更高,，這樣可以發(fā)射更高的激光功率以達(dá)到更高的測距靈敏度,。
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激光雷達(dá)的激光器有哪些？答：激光雷達(dá)所用的激光器大體分為半導(dǎo)體激光器和光纖激光器兩大類,。半導(dǎo)體激光器又具體分為邊發(fā)射（EEL）和垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）兩種,。大部分廠商采用半導(dǎo)體激光器，成本低,，且容易集成到汽車內(nèi)部,，但半導(dǎo)體激光器的峰值功率受限。光纖激光器主要使用1550nm波段,，目前成本較高,，體積較大，但是峰值功率較高,，準(zhǔn)直性好,，也有很多廠商（例如Luminar）選擇。
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激光雷達(dá)的探測器有哪些,？答：PD（光電二極管）成本低,，是激光雷達(dá)探測器的常用選擇，缺點(diǎn)是靈敏度低,，僅適合短距離探測,，對于遠(yuǎn)距離探測需要使用高增益的 APD （雪崩二極管）。APD 又分為線性工作模式和蓋格工作模式,。蓋格工作模式的APD增益最高,，只輸出 1 或 0 的電平信號，靈敏度很高，稱為 SPAD（單光子雪崩二極管）,。SPAD 可以單點(diǎn)獨(dú)立運(yùn)行,，也可以組成陣列，陣列中的各個 SPAD 獨(dú)立工作,。SiPM（Silicon Photomultiplier,，另稱 MPPC）是另一種形式的 SPAD陣列，由多個獨(dú)立的 SPAD 傳感器并聯(lián)組成,，輸出的信號會有幅度級別的區(qū)分,。