浅谈自动驾驶传感器-激光雷达综述

自动驾驶系统自身定位和感知周围环境需要各种各样的传感器，激光雷达在自动驾驶软硬件系统有举足轻重作用，尤其是在感知系统物体识别、定位系统的SLAM和匹配定位有较高的权重。

主要介绍激光雷达的原理和架构，让大家对它有个深入的了解。

激光雷达最先应用在海洋深度探测，通过相同回波之间的时间差实现海洋深度测算。后来不断演进应用在地形地貌测绘、水下地形测量、农林业、采矿，智能家居的扫地机器人，以及近两年非常火的自动驾驶和iphone手机。

下面简单介绍激光雷达测距的原理，从测距的方法分为：三角测距法和飞行时间测距(Time of  Flight)，简称TOF，连续调频波（FMCW）。

单线激光雷达采用三角测距法比较多，因为探测距离短和精度较差，所以成本较低。

三角法的原理如下图所示，激光器发射激光，在照射到物体后，反射光由线性CCD作为接收器接收，由于激光器和探测器间隔了一段距离，所以依照光学路径，不同距离的物体将会成像在CCD 上不同的位置。按照三角公式进行计算，就能推导出被测物体的距离。

TOF激光雷达原理是利用发射和接收激光时间差，计算探测距离。这种虽然比较简单，但是精度和探测距离较远，所以自动驾驶的车载激光雷达基本应用这种类型。

激光雷达总的结构分为激光发射单元、接收单元、扫描模块和光路系统四个模块。

发射单元包含激励源、激光发射器、接收单元包含激光接收器、放大器、滤波器、信息处理模块

光路系统分为分光镜、环形镜、滤光片、准直镜和反光镜。

激光雷达按照扫描方式分为三种：机械式、半固态和全固态。

半固态激光雷达又有三种技术路线：MEMS、微转镜和棱镜