1. 激光發(fā)射模塊
激光發(fā)射模塊是激光雷達(dá)系統(tǒng)中最為核心的部分，它主要負(fù)責(zé)通過向周圍環(huán)境發(fā)射束狀激光，來探測物體的距離、方向、大小和形狀等信息。目前，市面上大多數(shù)激光雷達(dá)系統(tǒng)采用的都是激光二極管光源和光纖耦合的方式進(jìn)行激光輻射，這樣能夠在不影響激光束質(zhì)量的前提下，有效的降低激光雷達(dá)的成本和體積。
2. 接收模塊
接收模塊是激光雷達(dá)系統(tǒng)的第二個核心部分，它主要通過接受周圍環(huán)境的激光反射，將反射光轉(zhuǎn)換成電信號輸出。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)在市面上的激光雷達(dá)系統(tǒng)通常使用光電二極管或光電倍增管等器件作為探測器，并且集成了光電轉(zhuǎn)換電路和信號處理模塊，能夠快速抽取數(shù)據(jù)、準(zhǔn)確地提取目標(biāo)物體物理參數(shù)。
3. 控制模塊
激光雷達(dá)系統(tǒng)中的控制模塊是整個系統(tǒng)的“大腦”，也是激光雷達(dá)系統(tǒng)中另一個重要組成部分。其主要功能是通過控制激光發(fā)射和接收模塊的工作，實(shí)現(xiàn)激光雷達(dá)的探測和數(shù)據(jù)傳輸，同時根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)對目標(biāo)物體進(jìn)行精確定位。目前市面上的激光雷達(dá)控制器通常采用FPGA、DSP或微控制器等微處理器進(jìn)行控制，并搭配相應(yīng)的傳感器驅(qū)動程序進(jìn)行控制。
根據(jù)不同的使用場景和需求，激光雷達(dá)系統(tǒng)的類型也會有所不同。常見的激光雷達(dá)系統(tǒng)類型包括：
1. 機(jī)械掃描激光雷達(dá)
機(jī)械掃描激光雷達(dá)是最早的激光雷達(dá)系統(tǒng)之一，它通過采用旋轉(zhuǎn)激光發(fā)射和接收模塊的方式，來獲取周圍環(huán)境的三維信息。雖然這種方式能夠達(dá)到較高的分辨率和精度，但是由于機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制，它的最大測量范圍和采樣率較低，適用于較小范圍的場景。
2. 固態(tài)激光雷達(dá)
固態(tài)激光雷達(dá)是一種新的激光雷達(dá)技術(shù)，它采用電子式或光學(xué)式抽象鏡片而非機(jī)械式架構(gòu)，從而能夠獲得更高的轉(zhuǎn)速和高測量頻率，使得測量范圍和精度得到了大幅提升。與機(jī)械掃描激光雷達(dá)相比，它具有更高效的數(shù)據(jù)采集速率和更長的測量距離。
3. 旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)
旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)則是一種集成度更高的激光雷達(dá)技術(shù)，其主要特點(diǎn)是在一個旋轉(zhuǎn)的LIDAR(激光測距與成像雷達(dá))頭內(nèi)部集成了激光發(fā)射器和激光接收器，從而能夠在更廣泛的場景中使用，適用于需要進(jìn)行高速運(yùn)動、追蹤多目標(biāo)等復(fù)雜環(huán)境。
激光雷達(dá)系統(tǒng)作為現(xiàn)代自動駕駛技術(shù)中的核心傳感器，在實(shí)現(xiàn)車輛自主行駛和避免碰撞等方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。通過本文的介紹，相信大家對激光雷達(dá)系統(tǒng)的基礎(chǔ)構(gòu)成和不同類型有了更全面的認(rèn)識，并能夠更好地理解其在自動駕駛技術(shù)中的應(yīng)用。
一、ToF技術(shù)方案
ToF（Time-of-Flight）指時間飛行法，是一種常見的激光雷達(dá)技術(shù)方案。該方案通過瞄準(zhǔn)目標(biāo)物體，以激光脈沖的往返時間計(jì)算目標(biāo)物體與激光雷達(dá)的距離。ToF技術(shù)方案有以下優(yōu)勢：
1. 精度高：能夠?qū)崿F(xiàn)亞毫米級別的測距精度；
2. 響應(yīng)速度快：幾乎可以實(shí)時獲取目標(biāo)物體的位置信息；
3. 適用范圍廣：可應(yīng)用于室內(nèi)、室外各種場合。
不過，ToF技術(shù)方案也存在不足，如受環(huán)境光線影響比較大、硬件成本高等。
二、旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)技術(shù)方案
旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)技術(shù)方案是比較成熟的激光雷達(dá)技術(shù)方案之一，它的探測方式是固定在激光雷達(dá)上轉(zhuǎn)動的鏡頭向四周掃描，從而獲取目標(biāo)物體的坐標(biāo)。
旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)技術(shù)方案較為顯著優(yōu)勢有：
1. 更為穩(wěn)定：在大多數(shù)情況下，區(qū)別于其它激光雷達(dá)技術(shù)方案，旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)可以給出更加精確、穩(wěn)定的測量結(jié)果；
2. 更加遠(yuǎn)距離觀測：其特殊的探測方式，有助于實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的觀測與精確測距；
3. 抗干擾性強(qiáng)：擁有強(qiáng)大的抗干擾能力，因此更適合應(yīng)對復(fù)雜的野外環(huán)境。
仿佛沒有任何缺點(diǎn)了？實(shí)際上，旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)的缺點(diǎn)也比較明顯，例如：
1. 價格昂貴：硬件成本是比較高的；
2. 體積較大重量較重：會帶來一定程度的便攜性和安裝上的麻煩；
3. 掃描速度比較慢：掃描速度也有限制，時間響應(yīng)比較慢。
三、固態(tài)激光雷達(dá)技術(shù)方案
相對來講，固態(tài)激光雷達(dá)技術(shù)方案相對新一些。它和旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)技術(shù)方案有些類似，但采用的是固態(tài)探測裝置，探測范圍局限于一定的范圍內(nèi)。固態(tài)激光雷達(dá)技術(shù)方案有以下優(yōu)點(diǎn)：
1. 適合于簡單場景：由于體積較小，所以適合小范圍的感知空間；
2. 價格較為合適：相對來講，硬件成本不算特別高；
3. 響應(yīng)較為迅捷：由于不需要進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動，因此響應(yīng)速度相對較快。
然而，固態(tài)激光雷達(dá)技術(shù)方案仍有一些不足之處，例如：
1. 對環(huán)境光線比較敏感，不適合灰塵較大、光線比較強(qiáng)的環(huán)境；
2. 由于感知范圍局限在某一范圍內(nèi)，因此無法處理距離過遠(yuǎn)或總空間過大的情況。
不同的激光雷達(dá)技術(shù)方案各有千秋，用戶在選擇時可根據(jù)自己的實(shí)際場景和需求進(jìn)行選擇。需要注意的是，激光雷達(dá)技術(shù)方案不僅僅會影響設(shè)備的性能等表現(xiàn)，同時可能會對未來的升級和運(yùn)維帶來一些困難和挑戰(zhàn)，因此在選擇上不妨綜合考慮。