一、激光雷達(dá)基本分類(lèi)

　　1. 機(jī)械式激光雷達(dá)

　　機(jī)械式激光雷達(dá)是最早的商業(yè)化形態(tài)，其核心特征是通過(guò)機(jī)械旋轉(zhuǎn)裝置驅(qū)動(dòng)激光發(fā)射器進(jìn)行360°掃描。這種雷達(dá)包含一個(gè)或多個(gè)激光發(fā)射器和對(duì)應(yīng)的接收器，通過(guò)不斷旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生水平面上的連續(xù)掃描線(xiàn)，同時(shí)結(jié)合垂直方向的掃描機(jī)制，實(shí)現(xiàn)三維空間的大范圍覆蓋。例如Velodyne公司的HDL-64E就是一款經(jīng)典的機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于早期自動(dòng)駕駛車(chē)輛的研發(fā)測(cè)試。

　　2. 混合固態(tài)激光雷達(dá)

　　混合固態(tài)激光雷達(dá)結(jié)合了機(jī)械和固態(tài)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，雖內(nèi)部仍有少量運(yùn)動(dòng)部件，但其旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)更為緊湊且不那么顯眼。此類(lèi)雷達(dá)通過(guò)MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))或其他技術(shù)減小了體積和重量，提高了可靠性，降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)也保留了較高的掃描分辨率。典型的混合固態(tài)雷達(dá)會(huì)在某些維度上實(shí)現(xiàn)靜態(tài)布局，而在另一些維度上采用旋轉(zhuǎn)或振動(dòng)鏡面來(lái)擴(kuò)大視場(chǎng)。

　　3. 固態(tài)激光雷達(dá)

　　固態(tài)激光雷達(dá)取消了所有機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件，轉(zhuǎn)而采用完全固態(tài)設(shè)計(jì)，極大提升了穩(wěn)定性和耐用性。固態(tài)激光雷達(dá)又進(jìn)一步細(xì)分為若干類(lèi)別：

　　Flash LiDAR：這類(lèi)雷達(dá)采用大面積二維陣列接收器，一次性發(fā)出閃光式的激光脈沖，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)視場(chǎng)的同步探測(cè)，適用于快速獲取近似低分辨率的環(huán)境映射。

　　OPA(光學(xué)相控陣)LiDAR：通過(guò)控制多個(gè)激光源的發(fā)射時(shí)間差，形成可控方向的光束，實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的電子掃描。這種技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)更高分辨率和更快的掃描速度，但目前仍面臨技術(shù)挑戰(zhàn)和成本問(wèn)題。

　　MEMS LiDAR：使用微電子機(jī)械系統(tǒng)，例如微鏡陣列，來(lái)引導(dǎo)和掃描激光光束，既實(shí)現(xiàn)了固態(tài)化，又能保持較高的角分辨率。

　　二、基于功能和應(yīng)用領(lǐng)域的分類(lèi)

　　1. 飛行時(shí)間(ToF)激光雷達(dá)

　　飛行時(shí)間激光雷達(dá)是基于測(cè)量激光脈沖往返目標(biāo)所需時(shí)間來(lái)計(jì)算距離的。這種雷達(dá)廣泛應(yīng)用于短至中距離的精準(zhǔn)測(cè)距，是無(wú)人駕駛汽車(chē)和機(jī)器人SLAM(同時(shí)定位與建圖)技術(shù)的關(guān)鍵傳感器。

　　2. 連續(xù)波(CW)激光雷達(dá)

　　連續(xù)波激光雷達(dá)通過(guò)分析接收到的激光束的頻率或相位變化來(lái)測(cè)定目標(biāo)的速度和距離，常用于高速移動(dòng)物體的精確追蹤和風(fēng)速測(cè)量。

　　3. 單點(diǎn)測(cè)距激光雷達(dá)

　　單點(diǎn)測(cè)距雷達(dá)主要用于簡(jiǎn)單的近距離測(cè)距應(yīng)用，比如工業(yè)自動(dòng)化中的安全防護(hù)和物料搬運(yùn)。

　　4. 全息激光雷達(dá)

　　利用全息干涉技術(shù)，全息激光雷達(dá)能捕獲復(fù)雜的目標(biāo)信息，如物體形狀、紋理和微小變形，是地質(zhì)勘探、生物醫(yī)學(xué)研究等高端應(yīng)用的理想選擇。

　　激光雷達(dá)傳感技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，涵蓋了多個(gè)領(lǐng)域。以下是一些主要的應(yīng)用領(lǐng)域和具體場(chǎng)景：

　　自動(dòng)駕駛與輔助駕駛：

　　激光雷達(dá)可以幫助車(chē)輛實(shí)時(shí)獲取道路上的障礙物信息，并通過(guò)計(jì)算機(jī)算法進(jìn)行進(jìn)一步處理，確定障礙物的類(lèi)型和位置，以便進(jìn)行避讓。

　　激光雷達(dá)還可以幫助車(chē)輛進(jìn)行精確定位和導(dǎo)航，獲取周?chē)h(huán)境的三維信息，包括地面高度、坡度、路面起伏等，以及周?chē)ㄖ锏男畔ⅰ?/p>

　　交通流分析和調(diào)度：通過(guò)檢測(cè)路面上的車(chē)流和行人流量分布情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)道路擁堵情況，進(jìn)而進(jìn)行分流、調(diào)度和合理規(guī)劃道路。

　　機(jī)器人導(dǎo)航：

　　激光雷達(dá)的測(cè)量可以使機(jī)器人實(shí)時(shí)獲得自身相對(duì)于環(huán)境的準(zhǔn)確位置信息，實(shí)現(xiàn)精確定位和路徑規(guī)劃。

　　激光雷達(dá)還可以幫助機(jī)器人感知周?chē)h(huán)境，快速發(fā)現(xiàn)和識(shí)別障礙物，實(shí)現(xiàn)智能避障和環(huán)境感知。

　　地形測(cè)繪與建筑質(zhì)量控制：

　　激光雷達(dá)通過(guò)揭示地面細(xì)微的高程變化來(lái)展示地貌，有助于進(jìn)行地質(zhì)勘探和城市規(guī)劃。

　　使用LiDAR進(jìn)行建筑掃描可以確保建筑與建筑信息模型(BIM)相匹配。

　　水下地形測(cè)量：

　　通常使用測(cè)深激光雷達(dá)進(jìn)行水下調(diào)查，它可以一直測(cè)量到水底，有助于繪制陸地和水生系統(tǒng)的地圖。

　　精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)：

　　農(nóng)民可以選擇精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的方式，利用激光雷達(dá)減少田間施肥量，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和可持續(xù)性。

　　工業(yè)自動(dòng)化：

　　激光雷達(dá)傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工廠(chǎng)內(nèi)的人員進(jìn)入或物品位置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停機(jī)或報(bào)警，提高生產(chǎn)安全。

　　醫(yī)療診斷與手術(shù)輔助：

　　激光雷達(dá)可以獲取患者身體的三維模型，用于分析病變的形態(tài)和位置，輔助醫(yī)生進(jìn)行快速準(zhǔn)確的診斷。

　　在手術(shù)中，激光雷達(dá)可以實(shí)時(shí)生成手術(shù)場(chǎng)景的三維模型，幫助醫(yī)生精確定位手術(shù)切割位置，避免誤操作。

　　軍事應(yīng)用：

　　激光雷達(dá)可用于目標(biāo)成像識(shí)別、直升機(jī)避障、化學(xué)戰(zhàn)劑監(jiān)測(cè)以及局部風(fēng)場(chǎng)測(cè)量等多種軍事領(lǐng)域。

　　此外，激光雷達(dá)還在林業(yè)調(diào)繪、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，激光雷達(dá)傳感技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景還將繼續(xù)擴(kuò)大，為更多領(lǐng)域帶來(lái)創(chuàng)新和便利。

　　隨著技術(shù)的不斷革新，激光雷達(dá)正在向小型化、低成本、高可靠性的方向發(fā)展。新型固態(tài)激光雷達(dá)如硅光子學(xué)激光雷達(dá)、量子點(diǎn)激光雷達(dá)等前沿技術(shù)不斷涌現(xiàn)，預(yù)示著未來(lái)的激光雷達(dá)將進(jìn)一步提升性能，拓寬應(yīng)用領(lǐng)域，為智能交通、智慧城市、虛擬現(xiàn)實(shí)、遙感測(cè)繪等行業(yè)注入新的活力。

　　激光雷達(dá)傳感技術(shù)的分類(lèi)豐富多樣，不同的設(shè)計(jì)思路和技術(shù)路線(xiàn)對(duì)應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景和性能需求。隨著技術(shù)的成熟和市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)，激光雷達(dá)將在更多領(lǐng)域發(fā)揮其無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，成為智能化社會(huì)建設(shè)的重要支撐技術(shù)之一。