激光雷達(dá)是通過(guò)發(fā)射和接收激光來(lái)工作的。它主要由激光發(fā)射器、接收器、慣性定位導(dǎo)航等模塊組成。

激光雷達(dá)的基本工作原理是發(fā)射出激光，當(dāng)激光遇到物體后會(huì)折射回來(lái)被接收器接收，從而測(cè)得本體到障礙物的距離。這利用了光遇到障礙物反射的原理，這種測(cè)距方式被稱為 TOF 飛行時(shí)間法。就像你勻速跑步到一個(gè)地方再回來(lái)，知道時(shí)間和速度就能確定距離一樣。

激光雷達(dá)不是獨(dú)立運(yùn)作的，它在發(fā)射激光時(shí)，會(huì)按照設(shè)定好的角度發(fā)射無(wú)數(shù)條激光，接收這些反射回來(lái)的激光后，結(jié)合實(shí)時(shí) GPS、慣性導(dǎo)航信息與計(jì)算激光雷達(dá)發(fā)射出去角度，就可以得到帶有坐標(biāo)方位和距離的點(diǎn)信息。給這些信息配上時(shí)間范圍、激光的掃描角度、GPS 位置和 INS 信息將點(diǎn)數(shù)據(jù)后處理成高度精確的地理配準(zhǔn) x,y,z 坐標(biāo)，這些點(diǎn)就會(huì)變?yōu)榫哂芯嚯x信息、空間位置信息的三維立體信號(hào)，最后基于軟件算法組合起來(lái)，就能得出線、面、體等各種相關(guān)參數(shù)，建立三維點(diǎn)云圖，繪制出環(huán)境地圖，實(shí)現(xiàn)感知環(huán)境的目的。

理論上，單位內(nèi)的點(diǎn)云圖越多，分辨率就越高，汽車(chē)得到的信息也就越多，自動(dòng)駕駛的判斷就越準(zhǔn)確。評(píng)價(jià)一個(gè)激光雷達(dá)的好壞，主要看三個(gè)參數(shù)：角分辨率，相同視場(chǎng)角內(nèi)線束越多，角分辨率越小，分辨率就越高，有效識(shí)別距離越遠(yuǎn)；線束，視場(chǎng)角越小、分辨率越高；刷新率，即一秒鐘對(duì)場(chǎng)景的建模次數(shù)。

激光雷達(dá)系統(tǒng)分為機(jī)載激光雷達(dá)和地面激光雷達(dá)兩類。機(jī)載激光雷達(dá)安裝在直升機(jī)或無(wú)人機(jī)上，向地面發(fā)射激光，激光返回傳感器后給出精確距離測(cè)量值，又分為拓?fù)浼す饫走_(dá)和測(cè)深激光雷達(dá)。地面激光雷達(dá)系統(tǒng)安裝在移動(dòng)的車(chē)輛或三腳架上，用于收集準(zhǔn)確數(shù)據(jù)點(diǎn)，分為移動(dòng)激光雷達(dá)和靜態(tài)激光雷達(dá)。

總之，激光雷達(dá)通過(guò)復(fù)雜而精確的工作方式，為自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域提供了重要的環(huán)境感知能力。

（圖/文/攝：太平洋汽車(chē) 整理于互聯(lián)網(wǎng)）