自动驾驶汽车使用的激光雷达，都有哪些种类？

激光雷达有很多种类型。 按功能分类：
激光测距雷达
激光测距雷达是通过对被测物体发射激光光束，并接收该激光光束的反射波，记录该时间差，来确定被测物体与测试点的距离。传统上，激光雷达可用于工业的安全检测领域，如科幻片中看到的激光墙，当有人闯入时，系统会立马做出反应，发出预警。另外，激光测距雷达在空间测绘领域也有广泛应用。但随着人工智能行业的兴起，激光测距雷达已成为机器人体内不可或缺的核心部件，配合SLAM技术使用，可帮助机器人进行实时定位导航，，实现自主行走。思岚科技研制的rplidar系列配合slamware模块使用是目前服务机器人自主定位导航的典型代表，其在25米测距半径内，可完成每秒上万次的激光测距，并实现毫米级别的解析度。
激光测速雷达
激光测速雷达是对物体移动速度的测量，通过对被测物体进行两次有特定时间间隔的激光测距，从而得到该被测物体的移动速度。
激光雷达测速的方法主要有两大类，一类是基于激光雷达测距原理实现，即以一定时间间隔连续测量目标距离，用两次目标距离的差值除以时间间隔就可得知目标的速度值，速度的方向根据距离差值的正负就可以确定。这种方法系统结构简单，测量精度有限，只能用于反射激光较强的硬目标。
另一类测速方法是利用多普勒频移。多普勒频移是指目标与激光雷达之间存在相对速度时，接收回波信号的频率与发射信号的频率之间会产生一个频率差，这个频率差就是多普勒频移。
激光成像雷达
激光成像雷达可用于探测和跟踪目标、获得目标方位及速度信息等。它能够完成普通雷达所不能完成的任务，如探测潜艇、水雷、隐藏的军事目标等等。在军事、航空航天、工业和医学领域被广泛应用。
大气探测激光雷达
大气探测激光雷达主要是用来探测大气中的分子、烟雾的密度、温度、风速、风向及大气中水蒸气的浓度的，以达到对大气环境进行监测及对暴风雨、沙尘暴等灾害性天气进行预报的目的。
跟踪雷达
跟踪雷达可以连续的去跟踪一个目标，并测量该目标的坐标，提供目标的运动轨迹。不仅用于火炮控制、导弹制导、外弹道测量、卫星跟踪、突防技术研究等，而且在气象、交通、科学研究等领域也在日益扩大。
按工作介质分类：
固体激光雷达
固体激光雷达峰值功率高，输出波长范围与现有的光学元件与器件，输出长范围与现有的光学元件与器件(如调制器、隔离器和探测器）以及大气传输特性相匹配等，而且很容易实现主振荡器-功率放大器（MOPA）结构，再加上效率高、体积小、重量轻、可靠性高和稳定性好等导体，固体激光雷达优先在机载和天基系统中应用。近年来，激光雷达发展的重点是二极管泵浦固体激光雷达。
气体激光雷达
气体激光雷达以CO2激光雷达为代表，它工作在红外波段 ，大气传输衰减小，探测距离远，已经在大气风场和环境监测方面发挥了很大作用，但体积大，使用的中红外 HgCdTe探测器必须在77K温度下工作,限制了气体激光雷达的发展。
半导体激光雷达
半导体激光雷达能以高重复频率方式连续工作，具有长寿命，小体积，低成本和对人眼伤害小的优点，被广泛应用于后向散射信号比较强的Mie散射测量，如探测云底高度。半导体激光雷达的潜在应用是测量能见度，获得大气边界层中的气溶胶消光廓线和识别雨雪等，易于制成机载设备。

动态雷达巡航控制系统增加了与前车维持一定安全车距的控制功能。采用了巡航控制系统装置，可以一定程度上减轻驾驶员的疲劳，减少不必要的车速变化节省燃料 ，但不能完全依赖它。 

动态雷达巡航控制系统代表车型：

动态雷达巡航控制系统-操作条件 

系统设定条件：

1.换挡杆处于D档（推荐）或处于S档且选择了“4”“5”“6”档域时；

2.车速约50km/h以上

自动取消车距控制情况：

1.实际车速降至40km/h以下；2.激活VSC；

3.雷达传感器被遮盖不能工作；4.风挡玻璃刮水器高速操作中；5.驾驶模式选择为雪地模式

自动取消定速控制情况：

1.实际车速降至比设定车速低约16km/h以上；

2.车速降至40km/h以下；3.激活VSC

巡航控制系统-动态雷达巡航操作说明

1)选择巡航控制模式

a.选择车距控制模式：

1.按下“on-off”按钮激活巡航控制；再次按下为解除 

b.选择常规定速控制模式：

1.按下“on-off”按钮激活巡航控制；

2.向前推控制杆并保持1秒钟，将切换至定速控制模式，此时定速控制模式指示灯点亮 

2)在所选的巡航控制模式下驾驶

加速或减速至所需车速，然后向下推控制杆以设定车速,“SET”指示灯将点亮

1.定速控制模式

2.车距控制模式

3)调节设定速度

按住控制杆，直至显示所需的速度设定。轻轻向上或向下推控制杆然后松开可微调设定速度

1.提高速度   2.降低速度 

4)取消和恢复定速控制

1.向自身方向拉动控制杆取消定速控制，施加制动时也能取消

2.向上推控制杆可恢复定速控制 

5)更改车距

按下按钮可更改车距

1.长距

2.中距

3.短距 

　　
激光雷达是一种通过发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统——激光波段位于0.5μm-10μm，以光电探测器为接收器件，以光学望远镜为天线。
　　
激光雷达因为激光波长短，准直性高，使得激光雷达性能优异：角分辨率和距离分辨率高、抗干扰能力强、能获得目标多种图像信息(深度、反射率等)、体积小、质量轻。
　
目前激光雷达广泛应用在测绘、气象监测、安防、自动驾驶等领域。且大部分人认为，激光雷达是自动驾驶不可或缺的关键传感器。目前市面上可见的车载激光雷达，基本都是机械式，其典型特征即为拥有机械部件，会旋转，比如Velodyne著名的大花盆HDL64。当然也有混合固态激光雷达，即外面不转了，但里面仍有激光发射器进行旋转的种类。

但除了这两种激光雷达外，因使用的技术不同，还分为多种激光雷达。下面我们一起来全面了解激光雷达的分类。
　　
根据结构，激光雷达分为机械式激光雷达、固态激光雷达和混合固态激光雷达。
　　

机械式激光雷达
　　
机械激光雷达，是指其发射系统和接收系统存在宏观意义上的转动，也就是通过不断旋转发射头，将速度更快、发射更准的激光从“线”变成“面”，并在竖直方向上排布多束激光，形成多个面，达到动态扫描并动态接收信息的目的。
　　
以Velodyne生产的第一代机械激光雷达（HDL-64E）为例，竖直排列的激光发射器呈不同角度向外发射，实现垂直角度的覆盖，同时在高速旋转的马达壳体带动下，实现水平角度360度的全覆盖。因此，HDL-64E在汽车行驶过程中，就一直处于360度旋转状态中。

　　
因为带有机械旋转机构，所以机械激光雷达外表上最大的特点就是自己会转，个头较大。
　　
如今机械激光雷达技术相对成熟，但价格昂贵，暂时给主机厂量产的可能性较低；同时存在光路调试、装配复杂，生产周期漫长，机械旋转部件在行车环境下的可靠性不高，难以符合车规的严苛要求...等不足。
　　
当前的激光雷达战场，机械旋转式方案占据着绝对的统治地位，目前除了美国Quanergy以外，各大主流的激光雷达供应商都是以机械旋转式的产品线为主，并以此为基础不断推进更高线数产品的迭代。比如做激光雷达起步最早、做的最大的Velodyne，主攻的就是机械激光雷达，其机械激光雷达目前可做到128线，性能非常强悍。

　　
混合固态激光雷达
　　
2016年1月的CES消费电子展会上，Velodyne展示了“混合固态超级冰球”（Solid-State Hybrid Ultra Puck Auto），由此引入了混合固态激光雷达的概念。

机械式激光雷达在工作时发射系统和接收系统会一直360度地旋转，而混合固态激光雷达工作时，单从外观上是看不到旋转的，巧妙之处是将机械旋转部件做得更加小巧并深深地隐藏在外壳之中。
　　
业内普遍认为，混合固态激光雷达指用半导体“微动”器件（如MEMS扫描镜）来代替宏观机械式扫描器，在微观尺度上实现雷达发射端的激光扫描方式。MEMS扫描镜是一种硅基半导体元器件，属于固态电子元件；但是MEMS扫描镜并不“安分”，内部集成了“可动”的微型镜面；由此可见MEMS扫描镜兼具“固态”和“运动”两种属性，故称为“混合固态”。
　　
对于激光雷达来说，MEMS最大的价值在于：原本为了机械式激光雷达实现扫描，必须使激光发射器转动。而MEMS微机电系统可以直接在硅基芯片上集成体积十分精巧的微振镜，由可以旋转的微振镜来反射激光器的光线，从而实现扫描。

　　
这样一来，激光雷达本身不用再大幅度地进行旋转，可以有效降低整个系统在行车环境出现问题的几率。另外，主要部件运用芯片工艺生产之后，量产能力也得以大幅度提高，有利于降低激光雷达的成本，可以从上千乃至上万美元降低到数百美元。
　　
老牌激光公司日本先锋，利用原本用于扫描激光影碟的光学头，来生产MEMS激光雷达。该公司曾表示“当订单达到100万，先锋便可以把价格控制在100美元以下，预计会在2019年开始量产。”
　　
固态激光雷达：OPA与Flash固态激光雷达
　　
相比于机械式激光雷达，固态激光雷达结构上最大的特点就是没有了旋转部件，个头相对较小。
　　
固态激光雷达的优点包括了：数据采集速度快，分辨率高，对于温度和振动的适应性强；通过波束控制，探测点（点云）可以任意分布，例如在高速公路主要扫描前方远处，对于侧面稀疏扫描但并不完全忽略，在十字路口加强侧面扫描。而只能匀速旋转的机械式激光雷达是无法执行这种精细操作的。
　　
从使用的技术上，固态激光雷达分为OPA固态激光雷达和Flash固态激光雷达。
　　
OPA固态激光雷达
　　
OPA（optical phased array）光学相控阵技术。对军事有所了解的读者，应该会知道相控阵雷达，美海军宙斯盾舰上那一块蜂窝状的“板子”就是它。
　　
而光学相控阵使用的即是原理相同的技术。OPA运用相干原理（类似的是两圈水波相互叠加后，有的方向会相互抵消，有的会相互增强），采用多个光源组成阵列，通过控制各光源发光时间差，合成具有特定方向的主光束。然后再加以控制，主光束便可以实现对不同方向的扫描。

　　
相对于MEMS，这一技术的电子化更加彻底，它完全取消了机械结构，通过调节发射阵列中每个发射单元的相位差来改变激光的出射角度。
　　
因为没有任何机械结构，自然也没有旋转。所以相比传统机械式雷达，OPA固态激光雷达有扫描速度快、精度高、可控性好、体积小等优点。但也易形成旁瓣，影响光束作用距离和角分辨率，同时生产难度高。
　　
比如Quanergy研发的“固态”Solid State激光雷达，就是OPA激光雷达，其满足了激光雷达小型化的大趋势，整个尺寸只有90mmx60mmx60mm。用到的核心的技术有光学相控阵列Optical Phased Array、光学集成电路Photonic IC、远场辐射方向图Far Field Radiation Pattern，完全没有机械固件。

根据结构，激光雷达分为机械式激光雷达、固态激光雷达和混合固态激光雷达。

根据探测原理，激光雷达可分为单线(二维)激光雷达和多线(三维)激光雷达。
单线激光雷达，通过发出一束激光扫描线对区域进行旋转扫描，并根据区域内各个点与激光雷达的相对空间距离与方位，返回测量值。单线激光雷达的数据缺少一个维度，只能描述线状信息，无法描述面。不过，单线激光雷达是目前成本最低的激光雷达。
多线激光雷达，通过发出两束或两束以上的激光扫描线对区域进行旋转扫描。多线激光雷达能够检测目标的空间距离与方位，并可以通过点云来描述三维环境模型，可以提供目标的激光反射强度信息，提供被检测目标的详细形状描述。
目前，国际市场上推出的主要有4线、8线、16线、32线和64线。激光雷达发出的线束越多，每秒采集的点云越多，同时造价也越高。