人们对自动驾驶汽车的兴趣日益浓厚，刺激了激光雷达技术的重大发展。这些 3D 激光雷达传感器通过激光脉冲测量距离来实现准确的环境感知，因此受到高度重视，因此已成为自动驾驶交通不可或缺的安全组件。因此，汽车行业对它们的需求量很大，并且人们对该技术的进一步发展非常感兴趣

　　什么是激光雷达？

　　激光雷达是“光检测和测距”的缩写，利用激光束进行距离测量。早期的 3D 激光雷达传感器（如第一批自动测试车辆上所见）被称为旋转激光雷达。这些设备的特点是安装在车辆顶部的庞大组件，通过机械旋转来捕获环境数据。这些早期的迭代成本高昂，并且由于其移动组件而需要定期维护。

　　采用了固态激光雷达技术后，消除了对机械部件的需求。这一进步已经产生了更可靠、更小且更具成本效益的传感器。

　　在固态扫描激光雷达中，激光二极管每秒向 MEMS 反射镜（微机电系统）发射数十万个激光脉冲，并以各自的频率振动。这些 MEMS 反射镜经过精确定位，可将激光束偏转成锥形，而不会产生机械磨损。由于微传感器生产领域的成熟发展，这些组件可以可靠且廉价地大量生产。

　　发射的光脉冲从路径上的物体反射回来，并被传感器再次捕获。通过测量光传播这段距离所需的时间，激光雷达可以计算出传感器与被检测物体之间的准确距离（飞行时间原理）。此过程可以创建周围环境的高精度 3D 表示（所谓的点云）。

　　从本质上讲，该技术的工作原理与雷达类似，雷达利用电磁波测量距离和速度，在遇到金属表面时特别可靠，但遇到其他材料时就不那么可靠了。一般来说，雷达提供的细节比激光雷达少。3D 激光雷达非常准确地捕获物体的空间位置和形状，高度独立于其表面材料。

　　发射的光脉冲从路径上的物体反射回来，并被传感器再次捕获。通过测量光传播这段距离所需的时间，激光雷达可以计算出传感器与被检测物体之间的准确距离（飞行时间原理）。此过程可以创建周围环境的高精度 3D 表示（所谓的点云）。

　　从本质上讲，该技术的工作原理与雷达类似，雷达利用电磁波测量距离和速度，在遇到金属表面时特别可靠，但遇到其他材料时就不那么可靠了。一般来说，雷达提供的细节比激光雷达少。3D 激光雷达非常准确地捕获物体的空间位置和形状，高度独立于其表面材料。

　　3D成像

　　各种激光雷达传感器的功能取决于它们的视野，决定它们可以收集的信息量：

　　一维激光雷达：使用指向一个方向的单个激光脉冲，允许在特定点测量距离。该技术适用于收费站等应用，但它无法洞察物体的类型、大小或形状。

　　2D激光雷达：利用水平旋转的激光脉冲来测量距离和运动方向，通过分析反射点和距离来提供有关物体形状的附加信息。2D 激光雷达传感器广泛应用于工业自动化和机器人领域。然而，物体只能在传感器平面的高度被检测到，从而无法进行精确的尺寸评估。例如，当在警报系统中使用齐膝高时，相对较小的动物可能会触发警报，从而导致频繁的误报。升高观察平面可能会让人类通过爬行或蹲伏来逃避检测。

　　3D 激光雷达：通过水平和垂直旋转激光脉冲，创建锥形视场，使激光雷达传感器能够捕获三维空间数据。这个第三维度对于获得周围环境的准确空间表示、在众多应用领域贡献有价值的数据以及开辟全新的可能性至关重要。为了保持在警报系统的范围内，3D 激光雷达可确保检测到对安全区域的每次入侵，并确定入侵物体的大小。在软件中，可以根据物体大小建立触发警报的阈值，从而显着减少误报和未经授权的入侵。

　　图像识别与激光雷达

　　3D 激光雷达传感器提供直接距离信息，与相机不同，相机主要捕获光线和颜色细节，但不测量空间信息。这些直接测量的距离值具有显着的优势。尽管现代人工智能支持的软件可以从相机数据中获取 3D 信息，但 3D 激光雷达可以直接、更快、更高精度地提供空间信息。这对于依靠精确距离测量来安全导航并避免碰撞的自动驾驶车辆和无人机特别有利。

　　激光雷达助力传统行业数字化

　　采用 3D 激光雷达技术的企业能够立即认识到其优势，由于精确的实时信息，可以实现数字化和更高效的流程。因此，3D激光雷达有潜力显着提高各行业供应链的数字化水平，并且在解决以前成本高昂、劳动密集型或可能无法完成的特定任务方面也发挥着关键作用。将软件集成到设备中，几乎任何人都可以从 3D 数据中受益，即使没有专业知识。