我相信很多對新能源車感興趣的人，都不會沒聽説過激光雷達這玩意兒了，畢竟現在絕大多數售價在30萬元以上的中高端新能源車，幾乎都會搭載甚至全系標配激光雷達，並以此作為高階智能化的代名詞。
既然“上車”的激光雷達已越來越多，我覺得就很有必要和大家詳細聊聊關於激光雷達的那些事兒了。但要想在一篇文章或者一個視頻裏就把所有細節講清楚，那幾乎是不可能的。所以這次我就先做一次簡單的介紹，讓大家對現在最新的激光雷達有個初步的瞭解，至於更多的技術探討，就留待日後再逐一去聊。
説起激光雷達，可能大家在前幾年最早看到過的，應該是那些自動駕駛測試車安放在車頂上的那個圓柱形的物體。現在即使在北上廣等一些開放自動駕駛車上路測試的城市，也經常能看到它們的身影。
要想了解激光雷達，還真得先去了解下這個圓柱形的小東西。説起來其實它內部的結構並不複雜，大致可以分為發射器、接收器和掃描機構這三大部分。
發射器和接收器都很好理解，舉個簡單的例子。大家平常有玩過的那種“激光筆”，其實就是一個最簡單的激光發射器。激光筆射出來的激光會在物體上呈現出一個點，如果你快速地揮舞激光筆，可以在牆上畫出一條線甚至是一個簡單的圖形，而我們的眼睛就是“接收器”
足夠多的點排列在一起，就成為了一條線；足夠多的線在一起就形成了一個面。所以我們常看到廠商給我們展示的那個激光雷達點雲圖，就是一個由許多密密麻麻的點組成的圖片。當然了，激光雷達的接收器是整合在殼體裏面的。
理解了這個最基本的原理之後，就不難理解那個圓柱形激光雷達了。在殼體裏面，激光發射器和接收器被放置在一個360度旋轉底座上面，通過底座的快速旋轉，發射器向不同角度發射出的激光，經物體發射回來後被接收器接收。
通過計算發射和接收之間的時間差，就可以計算出激光雷達與外界物體之間的距離；而通過分析這些點雲的特徵，就可以“勾勒”出物體的輪廓，判斷究竟是行人還是小動物，自動車還是機動車、大樹還是柱子等。
這就是目前激光雷達最主流的飛行時間測距法（Time of Flight），又簡稱TOF。是不是有點像你往一個深不見底的洞裏面扔石頭，然後聽聲音來判斷洞的深度的做法？
這種激光雷達由於有機械式的旋轉結構，所以被稱為機械式激光雷達。雷達裏面的發射器數量越多，發出的激光射線也就越多，探測的面也就越大。我們常見的32線、64線或128線，指的就是這個。
但問題來了，一方面由於有機械旋轉結構，所以長久使用難免會發生磨損和損壞導致精度降低，影響使用壽命；另一方面，發射器越多，激光雷達的體積也就越大，既不美觀也不實用。
為了可以方便量產“上車”，工程師們都形成了一致的思路：儘量減少機械結構，並且要把體積做得更小。
這就發展出現目前最流行的半固態激光雷達（也有稱為混合固態激光雷達），以及不少廠商正在努力研發的固態激光雷達。
“半固態”意味着還有部分運動部件。沒錯，就是激光發射部分和接收部分都變成固定不動的了，但仍需要通過不斷改變掃描機構的角度，來改變激光束的射出角度，實現對不同角度範圍的掃描和接收。
大家不妨可以形象地理解為，你手拿着激光筆直接射向一面鏡子，再通過調整鏡子的角度來把激光反射到你需要的方向上。
由於只有“鏡子”在動，所以半固態在質量可靠性、環境要求和使用壽命方面，已經比機械式有了巨大進步，可以滿足“上車”的要求，也就是能滿足所謂的“車規級”要求了。
可能很多人不知道，最早搭載半固態激光雷達的是2017款奧迪A8，搭載的是法雷奧生產的SCALA系列激光雷達，而此前拿到德國L3級自動駕駛上路許可的奔馳S級和EQS，搭載的也是法雷奧的新一代SCALA半固態激光雷達。
説回我們國內消費者最熟悉的新能源車吧。像小鵬P5/G9、蔚來ET7/ET5/ES7、理想L9、沙龍機甲龍、高合HiPhi Z、阿維塔11、極狐阿爾法S HI版、哪吒S、飛凡R7、路特斯Eletre、魏牌摩卡DHT-PHEV等，搭載的都是半固態激光雷達。
雖説都屬於半固態，但這些激光雷達在結構上依然有着明顯的區別，這理論上也會導致它們在性能方面存在一些差異。
按照“鏡子”結構類型的不同，半固態激光雷達可細分為轉鏡、稜鏡和微震鏡（MEMS）三種。
前面提到的搭載在奧迪A8和奔馳S級上的法雷奧SCALA激光雷達，就屬於最典型的採用轉鏡方案的激光雷達。轉鏡方案還可以分為一維轉鏡和二維轉鏡兩種。
禾塞AT128激光雷達爆炸示意圖
法雷奧SCALA和國內著名的禾賽科技AT128由於有多個發射光源且是直線排列，所以只需一個轉鏡就可以實現一個面的掃描，所以稱為一維轉鏡。目前已確認採用禾賽AT128激光雷達的已量產車型主要有理想L9和高合HiPhi Z。
而像蔚來ET7/ES7採用的Innovusion圖達通獵鷹激光雷達，以及飛凡R7和沃爾沃新車型採用的Luminar Iris激光雷達由於光源只有一個，所以需要通過X軸和Y軸兩個轉鏡才能實現一個平面的掃描，這種就成為二維轉鏡。
兩者的可算各有優缺點。簡單粗略地説，一維轉鏡結構更簡單，但對多點光源有更高要求；而二維轉鏡光源部分更簡單，但兩個轉鏡相對而言更復雜，對後期算法處理要求也更高。這裏就暫不展開了，大家感興趣的話，我們下次在具體展開來説。
或許有人就會想，有沒有可能只用一個鏡子，就可以實現X軸和Y周的轉動呢？還真的有，這就是微振鏡MEMS方案的核心。目前採用這種MEMS微振鏡方案的主要有速騰聚創M1，搭載在小鵬G9、威馬M7等車型上。
看上圖就可以清楚看到，一個“小鏡子”被上下左右分別固定，通過電流控制各個角度的轉動，實現激光的掃描。所以這個“小鏡子”的質量穩定性和壽命，將會是MEMS激光雷達能否成為主流的關鍵。
當然，還有一種較為“另類”的結構，就是小鵬P5上搭載的大疆覽沃激光雷達。它的特殊之處在於，它是通過兩個楔形稜鏡的轉動，來控制激光的折射角度的，結構更為簡單，成本也更低。
其實來到這裏，大家或許都會問：到底哪種激光雷達更好？
講真，純粹的理論數據分析當然可以分出個高下，但現在之所以有這麼多不同類型的技術方案並存，就是因為不同的方案都各有優勢，也有不足，畢竟除了要考慮性能之外，還要考慮成本、算力匹配等其他因素。
所以這期的科普內容，篇幅有限，我只能先做一個初步的介紹，至於大家常看到的一些參數，例如探測距離、水平/垂直角度分辨率等參數的含義和對比，以及激光雷達的佈局問題等，就留着下次再逐一聊了。
但我想強調的是，對於智能輔助駕駛系統來講，激光雷達也只是感知系統硬件的一部分，即使硬件再好，也需要軟件和算法的配合才能決定輔助駕駛系統的能力。大家切莫單純地做一個鍵盤俠，光看幾個數據就去對某款車型的輔助駕駛能力下定論。
最後特別要補充一句，為了讓大家更容易看明白，可能有部分“打比方”不一定十分嚴謹準確，還望大家見諒。