常見(jiàn)問(wèn)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(cè)和測(cè)距(Light Detection and Ranging)的簡(jiǎn)稱(chēng)，是一種利用脈沖激光形式的光束來(lái)測(cè)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(dòng)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(lèi)。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(lèi)，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(shí)耗力、可靠性和壽命較差等問(wèn)題。純固態(tài)激光雷達(dá)是完全沒(méi)有移動(dòng)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(wú)法消去等問(wèn)題，F(xiàn)lash存在探測(cè)距離短的問(wèn)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(lái)，一些非完全旋轉(zhuǎn)的激光雷達(dá)被統(tǒng)稱(chēng)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。混合固態(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(cè)距方式有哪些？答：激光雷達(dá)的測(cè)距方式主要分為T(mén)oF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(shí)間來(lái)確定物體的位置。ToF式激光雷達(dá)在陽(yáng)光干擾、惡劣天氣下會(huì)產(chǎn)生噪聲，多個(gè)ToF激光雷達(dá)同時(shí)工作時(shí)也會(huì)彼此干擾，為了解決這些問(wèn)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(cè)距又具體分為dToF和iToF兩類(lèi)。dToF，全稱(chēng)是direct Time-of-Flight。顧名思義，dToF直接測(cè)量飛行時(shí)間。dToF核心組件包含時(shí)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(hào)的飛行時(shí)間，也就是發(fā)射脈沖和接收脈沖之間的時(shí)間間隔。iToF的概念和dToF相對(duì)應(yīng)，全稱(chēng)是indirect Time-of-Flight，直譯就是間接光飛行時(shí)間。所謂間接，就是指iToF是通過(guò)測(cè)量相位偏移來(lái)間接測(cè)量光的飛行時(shí)間，而不是直接測(cè)量光飛行時(shí)間。iToF向場(chǎng)景中發(fā)射調(diào)制后的紅外光信號(hào)，再由傳感器接收?qǐng)鼍爸写郎y(cè)物體反射回來(lái)的光信號(hào)，根據(jù)曝光（積分）時(shí)間內(nèi)的累計(jì)電荷計(jì)算發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)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(cè)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(chǎng)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(zhǎng)是多少？答：激光雷達(dá)選用的激光波長(zhǎng)有兩種選擇，一個(gè)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(gè)波段硅沒(méi)有辦法探測(cè)，需要用Ge或者InGaAs探測(cè)器，成本會(huì)更高些，但1550nm對(duì)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(cè)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(lèi)。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(chē)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(cè)器有哪些？答：PD（光電二極管）成本低，是激光雷達(dá)探測(cè)器的常用選擇，缺點(diǎn)是靈敏度低，僅適合短距離探測(cè)，對(duì)于遠(yuǎn)距離探測(cè)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(hào)，靈敏度很高，稱(chēng)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(gè) SPAD 獨(dú)立工作。SiPM（Silicon Photomultiplier，另稱(chēng) MPPC）是另一種形式的 SPAD陣列，由多個(gè)獨(dú)立的 SPAD 傳感器并聯(lián)組成，輸出的信號(hào)會(huì)有幅度級(jí)別的區(qū)分。