[首發于智駕最前沿微信公眾號]自從自動駕駛被提出，激光雷達就一直處于技術討論的中央，雖然在自動駕駛技術發展過程中，也出現了關于純視覺的討論，但激光雷達依然是被很多廠商所采用。具身智能的出現，則再一次讓激光雷達成為主要感知硬件，為何激光雷達一邊在被嫌棄，但又一邊被追捧？

激光雷達（LiDAR）其實是一種主動式傳感器，通過發射激光束并接收其反射信號來感知周圍環境距離。可以把它想象成黑暗中用閃光燈照物體并“聽”回聲定位，LiDAR發射光脈沖，然后記錄激光從發出到被障礙物反射回來的時間間隔（飛行時間）。因為光速已知，時間越長，距離越遠。就像蝙蝠發出超聲波聽回聲定位一樣，LiDAR發射的是光波。當前大多數車載LiDAR采用的“飛行時間法”（Time-of-Flight，ToF），也就是通過發射極短激光脈沖，測量脈沖返回所需時間即可算出距離。還有一種前沿技術是“調頻連續波”（FMCW），它通過不斷改變發射光的頻率，不僅能算距離，還能直接測出物體相對速度（類似警用雷達測車速的原理）。兩者各有優缺點，ToF響應速度快、精度高、應用成熟；FMCW抗干擾性好、可測速度，但技術更復雜、成本更高。

為了“看”到360°的視野，LiDAR要用不同方式掃描周圍空間。目前的掃描方案主要分為機械旋轉式、混合式和純固態三大類。機械旋轉式LiDAR（如早期Velodyne產品）由電機帶動掃描單元旋轉，實現全方位掃描，優點是角度覆蓋全面，缺點則是體積大、重量重、壽命有限。混合式（半固態）LiDAR則只讓部分光學部件運動，通過小范圍移動的微鏡（如MEMS振鏡）或轉鏡，兼顧掃描速度與體積成本。純固態LiDAR則完全沒有活動部件，常見方案包括光學相控陣（OPA）和Flash（閃光）掃描，相控陣在單芯片上通過調節多束激光間的相位差來改變發射方向，無需機械運動；Flash則一次性發射一大片激光覆蓋探測區域，再通過接收陣列一次性“拍照”整個場景。純固態LiDAR內部沒有任何運動部件，體積小、耐振性好，但目前技術要求高、尚在突破階段。

激光雷達發展歷程

激光雷達的應用始于激光發明后的20世紀60年代，并很快被應用于航空航天領域。70年代末的美國阿波羅15號月球任務就攜帶了激光高度計測距。然而直到80年代后期，LiDAR才開始在商業和科研領域普及，被應用到飛機和衛星對地形進行3D掃描測繪等場景中。進入21世紀，隨著自動駕駛和機器人技術的興起，LiDAR進入加速發展階段。2005年，Velodyne公司推出了首款64線機械旋轉式激光雷達，用于DARPA自動駕駛競賽，其單臺重量高達13公斤、售價約8萬美元。雖然性能強勁，但如此高昂的成本和笨重的硬件也激發了業界對更小型固態LiDAR的需求。

2010年代可謂LiDAR技術的“戰國時代”。2016年美國CES展會上，美國Quanergy公司發布了固態LiDAR原型S3（宣傳成本僅200美元）；兩年后中國的速騰聚創（RoboSense）推出了第一代半固態LiDAR M1，先后在Lucid Air和小鵬G9等車型上使用，并連續兩年獲得CES創新大獎。這一時期出現了大量初創公司，有的前景光明（如速騰聚創）、有的因技術或資金問題黯然退場（如押注光學相控陣但量產受限的Quanergy）。總體來看，這十年LiDAR技術路線百花齊放，MEMS振鏡、微型轉鏡、光學相控陣、Flash直發等等各領風騷，但真正能量產落地的產品主要集中在成熟路線或過渡方案上。

進入2020年代，自動駕駛商業化拉動了LiDAR需求暴增。據統計，自2018年以來全球已有約120款量產車型搭載了LiDAR。中國車企率先將LiDAR從高端擴展到普通乘用車，推動2024年ADAS市場規模同比增長68%。最新預測顯示，2025年全球車規級LiDAR裝車量將突破300萬輛。中國廠商更是迅速崛起、批量化量產，2024年12月禾賽科技單月交付量首次突破10萬臺；速騰聚創2023年第四季度出貨超過15萬臺，全年近25萬臺。市場研究報告指出，截至2024年，禾賽、速騰聚創、華為和圖達通等四家中國企業已經控制了約88%的全球汽車級LiDAR市場份額。

激光雷達主要類型

按測距原理劃分：飛行時間法(ToF) vs調頻連續波(FMCW)

飛行時間法（ToF）是傳統方法，發射極短激光脈沖并測量來回時間，計算距離，精度高、實現簡單。調頻連續波（FMCW）則讓激光頻率線性變化，測量信號頻率偏移，直接算出距離和速度，類似警用雷達。目前車載LiDAR多采用ToF，部分系統在試驗FMCW以獲取更強抗干擾性及直接測速度的能力。

按掃描方式劃分：機械旋轉式vs 半固態 vs 全固態

機械旋轉式LiDAR（如Velodyne早期產品）通過電機帶動裝置旋轉，可360°掃描周圍，角度覆蓋廣；但體積和重量大、易磨損。半固態（混合式）LiDAR僅讓部分部件（如微型轉鏡或振鏡）移動，既能保持高速掃描又大幅減小體積和成本。全固態LiDAR沒有任何運動部件，通常采用MEMS微鏡、光學相控陣（OPA）或Flash一次性發射整個場景的方式。OPA在單芯片上通過調節多個激光發射元件的相位來變換光束方向；Flash LiDAR則像給整個區域打一次“閃光燈”，一次性捕捉環境信息。嚴格意義上只有OPA、Flash及其改進版（二維可尋址閃光）才屬于全固態LiDAR。

按應用場景劃分：短距/中距/長距LiDAR

短距LiDAR通常指探測距離幾十米、視場角寬廣，用于覆蓋車輛近距離盲區；中距LiDAR探測百米級，用于城市環境感知；長距LiDAR探測數百米甚至更遠，常見于高速場景。不同設計通過激光功率、接收器靈敏度和鏡頭大小等因素來權衡探測距離和視場。隨著激光器和探測芯片進步，這些分類在同一產品線中可以兼顧實現，如一套LiDAR可通過多層垂直激光源同時實現中長距探測需求。

性能參數

探測距離

與激光功率和目標反射率相關，現代汽車級LiDAR在理想條件下的遠距可超過300米。955nm波長LiDAR常見于ADAS，成本低但距離有限；1550nm波長則能在雨霧中穿透更好、最長測距可達300米以上，但成本更高。

視場角（FOV）

旋轉LiDAR可實現360°水平視角，垂直視角通常在30°~60°，視具體設計而定。全固態LiDAR由于無機械旋轉，水平視角可設計為不連續的狹窄角度，多數覆蓋正前方較寬的范圍，用于前向感知。

角度分辨率與線數

水平角度分辨率受掃描頻率影響，可以達到0.01°級；垂直分辨率取決于激光線數，常見16、32、64、128、192甚至更多線。線數越多，豎直方向的點云密度越高，能夠采集更細膩的三維細節。

點云率

指單位時間內采集的點數量，現代LiDAR點云輸出可達千萬級點/秒。這一指標綜合了線數、旋轉速率等，直接關系到掃描更新率和環境重建精度。最新一代LiDAR分辨率高就可以達2,400萬點/秒，極大提升了車輛對移動物體和復雜環境的感知能力。

測距精度

典型汽車LiDAR的距離精度可達厘米級（誤差幾厘米），這遠優于視覺攝像頭，滿足安全預警所需。精度主要受激光脈沖寬度和時鐘分辨率影響。

其它參數

包括激光安全等級（多為Class1級別，完全對人體安全）、功耗、壽命等。機械式LiDAR壽命通常數千小時，而固態LiDAR可達上萬甚至十萬小時。

激光雷達在自動駕駛與具身智能領域的應用

激光雷達在自動駕駛和智能機器人領域具有不可替代的價值。它可生成高精度的3D點云，用來識別障礙物、行人、道路標志等，并為路徑規劃提供基礎數據。在高級駕駛輔助（ADAS）系統中，LiDAR常用于自動緊急制動（AEB）、前向碰撞預警（FCW）、自適應巡航（ACC）等功能，實現精準的距離監測和緩速減速。自2018年以來全球已有約120款量產車型搭載了LiDAR。特別是近年來中國廠商擴大了LiDAR在乘用車市場的應用范圍，帶動2024年ADAS領域LiDAR出貨量同比增長68%。

在完全自動駕駛（Robotaxi）中，LiDAR更是核心傳感器之一。由于其不受光照條件限制（夜間性能不變）且能實時提供高分辨率的立體場景，許多自動駕駛公司（如Waymo、百度Apollo）都在自動駕駛測試車上配備了多個LiDAR。業內普遍認為，要實現在城市復雜路況下的高階自動駕駛，車輛往往需要布置多部LiDAR來覆蓋全方位環境。

自動駕駛測試車配備了旋轉激光雷達（頂部白色圓柱形）和攝像頭。LiDAR生成的高密度點云幫助車輛“看”清前方和周圍障礙物，實現全局環境感知

具身智能技術的快速發展，則讓激光雷達需求更為火熱。許多服務機器人、物流搬運機器人、清潔機器人（如掃地機器人）都采用LiDAR進行環境掃描和定位（SLAM），確保安全高效導航。速騰聚創指出，其產品已服務2800多家機器人客戶，用在無人機航測、自動倉儲、安防巡檢等場景。隨著成本持續下降和批量產能提升，LiDAR正從豪華車選裝品向大眾市場邁進。未來，LiDAR將與攝像頭和毫米波雷達一起構建多傳感器融合系統，通過數據深度學習提升感知能力，并擴展到更多應用場景如智慧城市、無人機測繪、自動化農業等。

中國主要激光雷達廠商發展概況

禾賽科技（Hesai）

成立于2014年，總部上海，是國內最早一批進入車載LiDAR領域的企業。2023年2月，禾賽在美國納斯達克上市，成為“中國激光雷達第一股” 。公司產品線覆蓋短中長距離LiDAR，廣泛應用于ADAS和自動駕駛汽車。根據招股書數據顯示，禾賽2019-2021年LiDAR出貨分別為0.29萬、0.42萬和1.4萬臺；2022年其推出半固態AT128和補盲F系列后，全年銷量猛增到8.04萬臺。2024年12月，禾賽單月交付量再次破10萬臺，成為全球首個月交付超過10萬臺的車載LiDAR公司。禾賽與20多家國內外整車廠深度合作（包括比亞迪、理想等），產品已定點數十款智能車型。值得一提的是，禾賽積極拓展海外市場，與奔馳、寶馬等國際車廠也有合作。

速騰聚創（RoboSense）

2014年成立于深圳，以激光雷達和機器人感知技術為核心。公司官網稱，速騰聚創已成為全球LiDAR市場占有率第一的企業，累計為2800多家機器人及相關產業客戶和310多家整車廠提供傳感器和解決方案。2024年1月5日，速騰聚創在香港交易所主板成功上市，股票代碼2498.HK。速騰聚創產品覆蓋短距到長距，如機械旋轉型M系列（M1/M2/MX等）和全固態E系列（E1/E2等）。公司2023年下半年業務爆發：2023年10月單月銷量首次突破3萬臺，第四季度累銷超過15萬臺，全年銷量近25萬臺。速騰聚創還自研了車規級LiDAR專用SoC芯片和大面陣探測芯片，用于其全固態產品線，代表國產進步。

總的來看，中國廠商在激光雷達領域迅速崛起，已占據全球龍頭地位。據市場分析，截至2024年，速騰聚創、華為、禾賽科技、圖達通等四家中國廠商合計控制了約88%的全球車載LiDAR市場。隨著量產規模擴大、成本下降，中國LiDAR企業的優勢將愈發明顯。未來幾年，預計智能汽車將標配LiDAR，行業進入“批量生產時代”，相關技術也將不斷優化升級，為自動駕駛和智能機器人開辟更廣闊的應用前景。