激光的理論基礎(chǔ)源于物理學(xué)家愛因斯坦在1917年提出了 “光與物質(zhì)相互作用”的技術(shù)理論。

理論指出組成物質(zhì)的原子中，處在高能級(jí)的粒子受到某種光子的激發(fā)會(huì)從高能級(jí)躍遷到低能級(jí)。

同時(shí)釋放一個(gè)與激勵(lì)光子有著完全相同的頻率、相位、傳播方向以及偏振狀態(tài)的光子，受激發(fā)射出的光被稱為 LASER，也就是激光。

目前在具有ADAS高級(jí)駕駛輔助功能的汽車上所使用的激光雷達(dá)就是利用激光的特性。將激光作為光源，利用光束掃描來探測(cè)汽車周邊行人及物體的距離和移動(dòng)速度。

車輛要實(shí)現(xiàn)L3級(jí)以上級(jí)別智能駕駛，激光雷達(dá)已經(jīng)是必不可少的配置。激光雷達(dá)的基本工作原理是采用激光發(fā)射器及光束掃描技術(shù)發(fā)射介于紅外線與可見光之間的激光，通過測(cè)量激光反饋信號(hào)的時(shí)間差及相位差來描繪周圍目標(biāo)對(duì)象的三維點(diǎn)云圖，從而能夠獲取目標(biāo)對(duì)象精確的距離、和輪廓信息。

激光雷達(dá)對(duì)比其他類型的如毫米波雷達(dá)和單、雙目攝像頭，從可靠度、行人判別、夜間模式、惡劣天氣環(huán)境、細(xì)節(jié)分辨、探測(cè)距離等方面來對(duì)比，其綜合性能最優(yōu)：

相比于毫米波，激光雷達(dá)使用的激光波長(zhǎng)在千納米級(jí)別，目前主流的激光雷達(dá)發(fā)射的激光波長(zhǎng)為905nm和1550nm，有更好的指向性，不會(huì)拐彎，也不會(huì)隨著距離的增大而擴(kuò)散。相比于攝像頭， 激光雷達(dá)不會(huì)受到像素和光線的制約。

高頻激光可以在一秒內(nèi)獲取約 150 多萬個(gè)位置的點(diǎn)云信息，因此可以精確地還原周圍環(huán)境的三維特征。

激光雷達(dá)的探測(cè)精度在厘米級(jí)以內(nèi)，因此激光雷達(dá)能夠準(zhǔn)確的識(shí)別出障礙物具體輪廓、距離，且不會(huì)漏判、誤判前方出現(xiàn)的障礙物。

自然界中很少存在能對(duì)激光產(chǎn)生干擾的信號(hào)，因此激光雷達(dá)具有非常強(qiáng)的抗干擾能力。

激光雷達(dá)主要由發(fā)射模塊、接收模塊、信息處理模組和掃描模組構(gòu)成，其中發(fā)射模組組件主要包括激光驅(qū)動(dòng) IC激光器、激光調(diào)制器及發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)。

激光發(fā)射模塊的工作原理是通過采用激勵(lì)方式周期性地驅(qū)動(dòng)激光器發(fā)射激光脈沖，并利用激光調(diào)制器控制激光發(fā)射的方向以及線數(shù)，最后通過發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)將激光發(fā)射至目標(biāo)物體上。

接收模塊負(fù)責(zé)接收回波，并將回波反射至探測(cè)器；探測(cè)器負(fù)責(zé)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換至電信號(hào)。信息處理模塊目前通常為ASIC 芯片及其相關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，用于時(shí)序控制、波形算法處理并計(jì)算生成最終點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

激光雷達(dá)的模塊結(jié)構(gòu)如圖所示：