一，什么是激光雷達？
激光雷達是一種用于獲取精確位置信息的傳感器，猶如人類的眼睛，可以確定物體的位置、大小等，由發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng)及信息處理三部分組成。
其工作原理是向目標探測物發(fā)送探測信號（激光束），然后將目標發(fā)射回來的信號（目標回波）與發(fā)射信號進行比較，進行適當處理后，便可獲取目標的相關(guān)信息，例如，目標距離、方位、高度、速度、姿態(tài)、甚至形狀等參數(shù)，從而對目標進行探測、跟蹤和識別。
激光雷達優(yōu)點
激光雷達由發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、信息處理三部分組成：激光器將電脈沖變成光脈沖發(fā)射出去，光接收機再把從目標反射回來的光脈沖還原成電脈沖，最后經(jīng)過一系列算法來得出目標位置（距離和角度）、運動狀態(tài)（速度、振動和姿態(tài)）和形狀，可以探測、識別、分辨和跟蹤目標。
1．解析度高，測距精度高，小于2公分、角度分辨率約0.09度，如此高的解析度可完整繪出物體輪廓，外加垂直偵測角度中，平均每0.4度即有一個掃描層、全周資料更新率15赫茲（Hz），車輛周圍環(huán)境將無所遁形。
2．抗有源干擾能力強，激光雷達的脈沖光束發(fā)射器之口徑非常小，即接收器可接收脈沖光束的區(qū)域亦非常狹窄，因此，受到其他紅外線雷達光束干擾的機會就非常小。此外，脈沖光束實質(zhì)上屬紅外線波，不會受電磁波影響，因此，在一般應(yīng)用環(huán)境中能干擾激光掃描儀的信號源不多，適用于高度自動化的系統(tǒng)。
3．探測性能好，對于激光掃描儀，僅有被脈沖光束照射的目標才會產(chǎn)生反射，且紅外線波并不像電磁波會受回波干擾等問題，對于環(huán)境的幾何形狀、障礙物材質(zhì)等，均不影響激光掃描儀的偵測結(jié)果。以系統(tǒng)設(shè)計角度而言，因信號具高穩(wěn)定性激光掃描儀的信號可信度十分高。
4．不受光線影響，激光掃描儀可全天候進行偵測任務(wù)，且其偵測效果不因白天或黑夜而有所影響，這也是目前無人駕駛車中許多采用的攝像頭感測器所達不到的功能。
5．測速范圍大，激光掃描儀可成功掃描出障礙物的相對速度高達每小時200公里之輪廓，也就是說，對于車系統(tǒng)，激光掃描儀并不局限在市區(qū)或低速應(yīng)用情境，高速移動下的情境亦可被應(yīng)用，此對車輛增加移動速度后之安全系統(tǒng)設(shè)計有顯著的幫助，系統(tǒng)應(yīng)用上更具有彈性。
激光雷達缺點
1．紅外線波受天候和大氣的影響，在一般晴朗或良好氣候條件中的光衰較小，傳播距離和理想值接近；若在大雨、下雪、濃霧等非晴朗氣候條件下，紅外線波的偵測能力會大幅衰減，感測距離亦受影響。
2.價格高，Velodyne 64線 激光雷達的供應(yīng)價格高達8萬美元，已開發(fā)出了相對便宜的32線和16線激光雷達的價格也分別3萬美元與8000美元，若要普及應(yīng)用，價格是一大障礙。
3．龐大信息流，64線 3D激光雷達每秒產(chǎn)生一百三十萬筆偵測資料，解析度較低的32線激光雷達每秒產(chǎn)生七十萬筆偵測資料，如此快速且大量的資料是嵌入式系統(tǒng)難以負荷起的工作，需要專業(yè)處理器才能完整處理。
二，激光雷達在機器人領(lǐng)域的應(yīng)用
如果讓機器人識別物體、行走、避障等，那首先需要為機器人提供激光雷達技術(shù)，幫助機器人進行地圖繪制、確定自身定位及感知周邊環(huán)境，以及對周邊的物體進行定位。拿掃地機器人舉例，掃地機器人是目前激光雷達應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，激光雷達配合SLAM算法，可以讓掃地機器人在房間里實現(xiàn)智能清掃，清掃的過程中進行地圖繪制，實現(xiàn)傳輸?shù)绞謾C中，就算用戶不在家，也可通過手機查看清掃情況，以及安排其他地方清掃。
知名激光雷達企業(yè)
從上圖中，我們可以了解到，在機器人領(lǐng)域，我國從事激光雷達的企業(yè)有思嵐科技、速騰聚創(chuàng)、禾賽科技等多家知名企業(yè)，基本以研發(fā)固態(tài)激光雷達為主，而思嵐科技是最早一批做激光雷達的廠商，已占據(jù)70%以上的市場份額，在激光雷達的研發(fā)上，思嵐科技不僅做了技術(shù)的升級，還努力實現(xiàn)成本的降低，在一定程度上解決導航定位模塊使用成本的問題，擴大應(yīng)用層面。目前最新一代RPLIDAR A3激光雷達能夠?qū)崿F(xiàn)25米半徑的測距，而測量頻率能夠做到16K/S，并且室內(nèi)外均可使用。
在幫助機器人智能行走的路途中，激光雷達發(fā)揮了重要作用。除了機器人領(lǐng)域，激光雷達還廣泛應(yīng)用于無人駕駛、AR/VR、3D打印等多個行業(yè)。
激光雷達能否大規(guī)模運用在無人駕駛汽車，主要取決于成本和效果。如果低成本的激光雷達方案能達到汽車業(yè)界期望的效果，將極大地推動無人駕駛汽車上市進度，激光雷達滲透率會直線上升。
三，無人駕駛必備激光雷達
激光雷達，毫米波雷達和攝像頭是無人駕駛的三大關(guān)鍵傳感器技術(shù)。在特斯拉幾起安全事故之后，人們認識到了毫米波雷達和單目攝像頭在識別物體時存在天然短板，為了獲得車輛周圍環(huán)境全貌信息，Google、Audi和百度等公司研發(fā)的無人駕駛汽車基本都采用了激光雷達。
激光雷達在無人駕駛的兩個核心作用：
1．3D建模進行環(huán)境感知。通過激光掃描可以得到汽車周圍環(huán)境的3D模型，運用相關(guān)算法比對上一幀和下一幀環(huán)境的變化可以較為容易的探測出周圍的車輛和行人。
2．SLAM加強定位。激光雷達另一大特性是同步建圖（SLAM），實時得到的全局地圖，通過與高精度地圖中特征物的比對，可以實現(xiàn)導航及加強車輛的定位精度。
