PTOF的核心原理是对探测物体打一束时间极短的激光，通过直接测量激光发射、打到探测物体再返回到探测器的飞行时间，来反推探测器到被测物的距离。

由于光的飞行速度极快，因此该方案需要一个非常精细的时钟电路（通常是 ps 级，1 ps=10^-3 ns）和脉宽极窄的激光发射电路（通常是 ns 级），因此开发难度和门槛较高，但一般采用 PTOF 原理的激光雷达通常都能达到百米级别的探测距离。

光的飞行时间极快，直接测量光子飞行时间难度较大，可否通过一些间接的方式获取光的飞行时间？比较典型的方法就是AMCW。

AMCW通过将光波的强度进行调制（如正弦波或三角波等），使光波在投射到物体后返回探测器的过程中在光强波形上形成一个相位差，那么通过测量相位差，就可以间接获取光的飞行时间，从而反推飞行距离。

通常测量相位差要比直接测量飞行时间更容易，开发也更容易，因此基于 AMCW 的激光雷达成本要比PTOF 雷达稍低，而且其独特的探测方式比较方便实现固态面阵 FLASH 扫描。和 PTOF不同的是，由于 AMCW 采用连续光波调制，所以在远距离探测时需要较大的光功率，尤其在百米级探测距离下，存在人眼安全隐患，这显然是无法通过车规的。

三种测距方案各具优缺点，我们将车载激光雷达需具备的5个核心能力作为选型的维度对上述上述三种测距方法进行了总结对比：

依据上表，我们可以清晰地看到，PTOF测距在L4/L5级别的无人驾驶车辆中的应用将具有更高的可操作性。目前佳光科技的产品都采用了PTOF测距法，测距模块已经非常成熟，此外由于加入了独有的光信号校正算法，使得佳光测距模块的信噪比远优于其他同类厂商，测距性能领先。

激光雷达扫描技术选型：

单点激光测距配合合适的光机扫描系统，才能获取大视场、高分辨率的激光点云数据。

目前市场上常见的激光雷达扫描方案包括以下四种，即传统机械扫描、OPA（光学相控阵）、FLASH 和 MEMS（微机电系统）。合适的扫描结构可以让雷达获取更大的视场角和分辨率，同时促使整个雷达结构稳定、鲁棒，因此扫描技术的选择在很大程度上影响了车载激光雷达的生命周期，进而决定了该雷达是否能应用于量产车上。

该方式通过电机带动单点或多点测距模块旋转，实现 360°或其他大角度的扫描。目前，我们看到的无人驾驶测试车上装备的激光雷达多是基于机械扫描的激光雷达。

这种方式最为直接，技术难度也最小，所以这种扫描方式的激光雷达能够最先获得应用。

但考虑到镜片、机械结构、电路板等因素，多点测距模块通常无法在尺寸和重量上进行优化，因此电机带动模块进行长时间旋转时，轴承极易损耗，使得传统机械扫描在可靠性方面备受诟病，而由于损耗增加的成本也是非常现实的问题，这促使激光雷达厂商开始研究相关替代方案。

光学相控阵技术的原理是利用光源相干技术实现光线角度偏转，从而达到扫描测距的目的。由于这种扫描方式对加工工艺水平要求极高，现阶段很难实现产品化。

FLASH 技术利用常见的 CMOS/CCD 进行快速成像，结合 AMCW 的测距方式，直接对面阵区域进行拍照并解算深度距离信息。该方案的优点是只需要普通的成像光学结构即可实现一定视场的扫描，雷达的结构为纯固态，稳定性更高。但 AMCW 的远距离测量功耗问题制约着FLASH 技术在高级别无人驾驶领域中应用的可能。

MEMS 微镜是指采用光学 MEMS 技术制造的，把微光反射镜与 MEMS 驱动器集成在一起的光学MEMS 器件，通过将单点或多点测距模块与 MEMS 微镜进行耦合，即可实现一定视场的测距扫描。MEMS 微镜的运动方式包括平动和扭转两种机械运动。

MEMS 方案的巧妙之处在于，通过微镜扫描的方式，避免了测距结构直接旋转，实现了激光雷达的固态扫描，使激光雷达结构紧凑，是目前激光雷达扫描方案中最有可能通过 TS16949（“质量管理体系—汽车行业生产件与相关服务件的组织实施ISO9001的特殊要求） 测试的，面向高级别无人驾驶的激光雷达。

上述四种方案在各类激光雷达厂商的产品中都有应用，但哪些是桥梁产品哪些将成为主流，我们根据下述指标进行了自己的判断。

目前佳光科技的远距离激光雷达产品瞬系列中，INS-1采用的是机械扫描的混合固态解决方案，测距可以达到200m，精度cm级。近距离产品ZEN系列则采用的是FLASH的解决方案，最大测距范围为10m。佳光科技最新的远距离产品将采用MEMS的解决方案，目前该产品已进入车规测试阶段。

INS-1 单线激光雷达

ZEN-2A面阵型固态激光雷达

INS-M1车规级MEMS固态激光雷达

佳光科技是国内最早进行MEMS激光雷达研发的公司之一，这是基于无人驾驶应用场景的综合考量而确定的核心技术路线。

另一方面，MEMS技术本身经历了多年发展实现了多次技术突破，技术成熟度较高，凭借外形轻巧、性能稳定、功耗低等优点，MEMS以传感器形式已在汽车的各个领域获得成熟应用，并不断扩展到其他行业。

正是由于MEMS技术具备上述多种优点使其符合激光雷达芯片化、智能化的发展趋势，成为行业首选的激光雷达扫描方案。

考虑到过去60年间，车辆智能化的演进进程以及现有技术的发展，预计至少要到2025年之后，无人驾驶才有可能达到L5级别，而在此之前激光雷达的必须完成从技术成熟到技术应用的阶段，并不断完善和提升产品质量，所以留给中国激光雷达行业走向成熟的时间并不多了。而这种紧迫感将促使国内激光雷达行业进入前所未有的发展速度，这是时代给予的馈赠。返回搜狐，查看更多