固态激光雷达（Solid-State LiDAR）的工作原理主要基于非机械式扫描技术，通过固定式光学结构实现激光的发射、接收和目标探测。以下是三种主流固态激光雷达技术的工作原理详解：
核心原理：相位控制与阵列扫描
固态激光雷达的核心是取消旋转部件，采用电子控制的光学器件替代机械扫描。主要技术路线包括：
1. 光学相控阵（OPA，Optical Phased Array）
- 发射端：
- 激光源输出单束连续激光，进入由大量移相器（Phase Shifter）组成的阵列。
- 每个移相器通过改变激光的相位（电控调整），利用波束干涉原理合成特定方向的波束。
- 扫描方式：
- 相位差控制：调整不同移相器的相位差，使光束在水平/垂直方向偏转（类似相控阵雷达）。
- 示例：阵列中相邻单元相位差为 (\Delta \phi) 时，光束偏转角 (\theta) 满足公式：(\theta = \arcsin(\frac{\lambda \Delta \phi}{2\pi d}))（(\lambda)：波长，(d)：单元间距）。
- 优势：全固态、高速扫描（微秒级响应）。
- 局限：旁瓣干扰、工艺难度高（纳米级加工）。
2. Flash LiDAR（面阵闪光式）
- 工作原理：
- 类似激光闪光灯：一次脉冲照射整个视场角（如120°×90°）。
- 面阵探测器（如CMOS/InGaAs阵列）同时接收所有方向反射光（单帧即可生成3D点云）。
- 技术关键：
- 垂直腔面发射激光器（VCSEL）：低功耗、高集成度，可形成万点级激光阵列。
- 单光子雪崩二极管（SPAD）阵列：探测灵敏度达光子级。
- 优势：无扫描部件、抗振动、结构简单。
- 局限：探测距离短（受限于发散角与功率），易受环境光干扰。
3. MEMS微振镜（半固态过渡方案）
- 虽然含微型运动部件，但常被归类为"固态"：
- 核心器件：微米级硅基振镜（反射镜尺寸<5mm），通过静电力/电磁力驱动。
- 扫描方式：
- 激光束照射MEMS微镜，反射角由镜片倾角控制（2D扫描）。
- 驱动器电压变化 → 改变镜片偏转角度（±20°范围）。
- 优势：体积小（芯片级）、功耗低、扫描频率高（>1kHz）。
- 局限：振动稳定性不足（恶劣环境易失效），不属于纯固态。
工作流程（通用步骤）
- 激光发射：
- 脉冲激光源（如905nm/1550nm波长）发射纳秒级激光。
- 目标照射：
- 固态扫描机构（如OPA/MEMS）或面阵光源覆盖目标区域。
- 反射接收：
- 物体反射光被高灵敏度探测器（APD/SPAD）捕获。
- 时间测量：
- 计算激光飞行时间（ToF）：( \text{距离} = \frac{c \cdot \Delta t}{2} )（(c)：光速，(\Delta t)：发射到接收时间差）。
- 数据处理：
- 生成3D点云图：每个点含空间坐标（x, y, z）+反射强度信息。
关键技术参数
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| 波长 | 1550nm（人眼安全功率更高） |
| 视场角 | 水平120°×垂直25°（典型值） |
| 角分辨率 | 0.1°（高精度场景） |
| 帧率 | 10~30Hz（实时感知） |
| 探测距离 | 200m（10%反射率目标） |
优势与挑战
- 优势：
- 高可靠性：无运动部件，寿命>10万小时
- 低成本潜力：适合芯片化量产（如OPA硅光集成）
- 紧凑化：体积可缩小至手机摄像头大小（如Flash方案）
- 挑战：
- OPA的旁瓣干扰、Flash的测距极限、MEMS的抗震性
- 高分辨率与大视场角难以兼得（需折中设计）
行业进展：2023年主流车企（如比亚迪、奔驰）开始量产搭载Flash激光雷达的车型（如Luminar Hydra），同时OPA技术获突破（如Quanergy量产芯片级LiDAR）。
总结来说，固态激光雷达通过电子扫描或面阵成像实现环境感知，在可靠性、体积及量产成本上优于传统机械雷达，是自动驾驶传感器的发展方向。不同技术路线各有适用场景：OPA适合远距扫描，Flash适合短距广角，MEMS平衡性能与成本。
固态激光雷达的工作原理及优劣
激光雷达被认为是各行各业的关键传感技术，在机器人、无人驾驶、智慧城市等领域充当着推动者的角色。而近年来一直被寄予厚望的固态激光雷达成为业内关注的热点。
2020-12-25 10:57:46
固态激光雷达工作原理解析，它的优缺点是什么
激光雷达被认为是各行各业的关键传感技术，在机器人、无人驾驶、智慧城市等领域充当着推动者的角色。而近年来一直被寄予厚望的固态激光雷达成为业内关注的热点。何为固态激光雷达？理论上来说，固态激光雷达是完全没
2020-12-24 23:32:27
固态激光雷达工作原理及三种主流技术方案技术
激光雷达被认为是各行各业的关键传感技术，在机器人、无人驾驶、智慧城市等领域充当着推动者的角色。而近年来一直被寄予厚望的固态激光雷达成为业内关注的热点。
2019-12-31 16:44:05
科普：一文了解固态和半固态激光雷达
。随着技术的发展，激光雷达经历了从机械式到半固态再到固态的演变过程。本文将深入探讨固态和半固态激光雷达的工作原理、特点及其应用。 一、半固态激光雷达 半固态激光雷达是介于机械式和固态激光雷达之间的一种过渡形态，它通过部分机械运动实现扫描。半固态激光
2024-12-23 18:06:19
激光雷达LIDAR基本工作原理
一、激光雷达LiDAR工作原理激光雷达LiDAR的全称为LightDetectionandRanging激光探测和测距，又称光学雷达。激光雷达的工作原理：对人畜无害的红外光束LightPluses
2024-03-05 08:11:11
简述激光雷达的结构原理分类及特点 TIM320激光雷达的工作原理
简述激光雷达的结构原理分类及特点 TIM320激光雷达的工作原理 激光雷达是一种高精度的探测装置，可以在三维空间中进行高精度的距离测量和空间信息采集。激光雷达的主要结构包括光源、扫描系统、接收系统
2023-08-22 16:45:30
拆解的固态激光雷达有了这些新发现
经过拆解可以看出PIN型固态激光雷达除镜头外都有标准的量产元件可以选择，门槛很低，成本也不高，未来可以取代传统的低像素摄像头。但与摄像头比，激光雷达可以全天候全天时工作，雨雪雾霾，白天黑夜都能胜任。
uuewuw2
2020-05-20 06:56:28
什么是固态雷达？固态激光雷达原理
什么是固态雷达？固态激光雷达原理 固态雷达是一种采用固态材料发射和接收雷达信号的雷达系统。不同于传统雷达采用开关型微波管的方式，固态雷达利用半导体元器件实现信号发射和接收。随着半导体技术的发展，固态
2023-08-22 16:45:27
固态激光雷达通常分为哪三种类型？mems固态激光雷达
固态激光雷达通常分为哪三种类型？mems固态激光雷达 固态激光雷达是一种基于激光技术的高精度测量仪器，它利用激光器发射激光束，并通过接收器接收反射回来的激光信号，根据信号的时间差来计算出目标的距离
2023-08-22 16:45:36
激光雷达工作原理
深圳市不止技术有限公司是激光雷达行业头部知名企业，团队自2016年底就开始了多款激光雷达方案的研发，并创造了30多件发明专利，我们作为激光雷达行业5年多的资深老兵，对激光雷达有着深厚的技术积累
2022-03-16 18:17:44
车规混合固态激光雷达
2022-07-01 10:25:54
基于其独有数字激光雷达架构而研发的最新高性能固态激光雷达：ES2
这款全固态激光雷达ES2沿用了Ouster数字激光雷达（LiDAR）方案。凭借在OS系列旋转式激光雷达上已经验证成功的数字激光雷达架构，Ouster以同样的核心技术设计开发了一款全固态数字激光雷达，这是一款真正的、无任何移动部件的固态激光雷达。
2020-10-09 10:27:53
毫米波雷达VS激光雷达VS超声波雷达
近年来，随着雷达技术的发展和普及，科技大片中的无人驾驶离我们越来越近。全球很多中高档汽车已经开始配备汽车雷达。目前用于汽车上的雷达分为超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达等，不同的雷达工作原理不同，性能
wo97306730
2019-09-19 09:05:02
激光雷达（LiDAR）技术方案与工作原理全解析
系统提供了强大的环境感知支持。本文将深入剖析激光雷达的技术方案与工作原理，带您走进这一前沿传感技术的核心世界。 工作原理：激光束的奇妙探测之旅 激光雷达的工作原理犹如一场精心编排的激光探测之旅。它主要由发射系统、接收系统和信号处理系统三大部分构成。
2025-04-25 16:09:22
激光雷达传感技术的工作原理和特点
激光雷达的工作原理与雷达非常相近，以激光作为信号源，由激光器发射出的脉冲激光，打到地面的树木，道路，桥梁和建筑物上引起散射，一部分光波会反射到激光雷达的接收器上，根据激光测距原理计算，就得到从激光雷达到目标点的距离。
2020-07-13 11:00:15
Mobility LiDAR系列激光雷达突破固态激光雷达的局限
SOSLAB与纵慧芯光（Vertilite）并肩作战，开发出ML（Mobility LiDAR）系列激光雷达，突破了被认为固态激光雷达的局限：距离和视场角的问题，SOSLAB正在通过ML系列纯固态激光雷达加速进入全球汽车市场。
2022-08-23 14:46:43
最佳防护——激光雷达与安防监控解决方案
，报警主机触发监控系统录像并记录。激光雷达：激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。从工作原理上讲，与微波雷达没有根本的区别:向目标发射探测信号(激光束),然后将接收到的从目标反射
ZGY15151515
2020-02-29 17:03:44
高线束车规混合固态激光雷达
2022-07-01 10:32:31
什么是激光雷达 不同技术路线的激光雷达的优势
通常激光雷达可以分为两大类：机械式激光雷达和固态激光雷达。机械式激光雷达采用机械旋转部件作为光束扫描的实现方式，可以实现大角度扫描，但是装配困难、扫描频率低。
2023-02-21 11:18:55
TOF激光雷达
TOF 方案激光雷达是激光雷达新一代技术方案，本产品解决了如市场三角测试法等产品组装问题难，价格成本高等问题，目前提供面阵及单光子技术，基于COM产品。集成了SPAD,TDC,DSP,RAM
PCB00025081
2019-06-07 00:03:35
汽车激光雷达是什么 工作原理是什么
什么是激光雷达(LiDAR)？激光雷达将雷达测距功能与摄像头角分辨率相结合，用来提供准确的深度感知传感，从而完成图像(图1)。
2022-10-21 16:44:35
激光雷达知多少：从技术上讲讲未来前景
Detection and Ranging，即「激光的探测和测距」。这是在 2004 年提出的定义，更符合激光雷达的概念。 激光雷达实际上是一种工作在光学波段（特殊波段）的雷达，它的优点非常明显： 1
wayaj
2020-07-14 07:56:45
激光雷达的工作原理与雷达非常相近！
深圳市不止技术有限公司是激光雷达行业头部知名企业，团队自2016年底就开始了多款激光雷达方案的研发，并创造了30多件发明专利，我们作为激光雷达行业5年多的资深老兵，对激光雷达有着深厚的技术积累
2022-01-27 10:41:12
激光雷达集成系统ILS
2024-11-28 11:25:29
由iphone12说说激光雷达 FMCW激光雷达 精选资料分享
iphone12这个亮点不在5G上面，毕竟国内的一些厂商早就已配备，也不在颜色，重点在于配备了一颗激光雷达！先说一下这个激光雷达带来的用途，最直接的就是能够快速精准对焦，即使在晚上也能够很好实现
golabs
2021-07-22 09:12:51
激光雷达成为自动驾驶门槛，陶瓷基板岂能袖手旁观
的分辨率和灵敏度，探测精度高，并且能够全天候工作，不受白天和黑夜的光照条件的限制。但高昂但成本限制了激光雷达的普及，早前谷歌无人车使用的激光雷达以其超过75000万美元令人瞠目结舌，而自动驾驶头部公司W
slt123
2021-03-18 11:14:17
目前已经量产的固态激光雷达有哪些？
目前已经量产的固态激光雷达有哪些？ 概述 激光雷达（Lidar）是一项广泛应用的无线电探测技术，通常用于测量相对距离和速度。激光雷达可以生成准确的三维点云模型，可以用于建立图像、识别物体或创建
2023-08-22 16:45:44
激光雷达的工作主要分成四大部分
激光雷达可以高精度、高准确度地获取目标的距离、速度等信息或者实现目标成像。激光通过扫描器单元形成光束角度偏转，光束与目标作用形成反射/散射的回波。当接收端工作时，可产生原路返回的回波信号光子到达
duke刘
2021-09-13 06:30:11
工商网监
