導讀：機械式雷射雷達、固態雷射雷達、MEMS雷射雷達、Flash面陣雷射雷達、OPA固態雷射雷達、混合固態雷射雷達...如此多種雷射雷達，你了解多少？
雷射雷達是一種通過發射雷射束探測目標的位置、速度等特徵量的雷達系統——雷射波段位於0.5μm-10μm，以光電探測器為接收器件，以光學望遠鏡為天線。
雷射雷達因為雷射波長短，準直性高，使得雷射雷達性能優異：角解析度和距離解析度高、抗幹擾能力強、能獲得目標多種圖像信息(深度、反射率等)、體積小、質量輕。
目前雷射雷達廣泛應用在測繪、氣象監測、安防、自動駕駛等領域。且大部分人認為，雷射雷達是自動駕駛不可或缺的關鍵傳感器。目前市面上可見的車載雷射雷達，基本都是機械式，其典型特徵即為擁有機械部件，會旋轉，比如Velodyne著名的大花盆HDL64。當然也有混合固態雷射雷達，即外面不轉了，但裡面仍有雷射發射器進行旋轉的種類。
但除了這兩種雷射雷達外，因使用的技術不同，還分為多種雷射雷達。下面我們一起來全面了解雷射雷達的分類。
根據結構，雷射雷達分為機械式雷射雷達、固態雷射雷達和混合固態雷射雷達。
機械式雷射雷達
機械雷射雷達，是指其發射系統和接收系統存在宏觀意義上的轉動，也就是通過不斷旋轉發射頭，將速度更快、發射更準的雷射從「線」變成「面」，並在豎直方向上排布多束雷射，形成多個面，達到動態掃描並動態接收信息的目的。
以Velodyne生產的第一代機械雷射雷達（HDL-64E）為例，豎直排列的雷射發射器呈不同角度向外發射，實現垂直角度的覆蓋，同時在高速旋轉的馬達殼體帶動下，實現水平角度360度的全覆蓋。因此，HDL-64E在汽車行駛過程中，就一直處於360度旋轉狀態中。
因為帶有機械旋轉機構，所以機械雷射雷達外表上最大的特點就是自己會轉，個頭較大。
如今機械雷射雷達技術相對成熟，但價格昂貴，暫時給主機廠量產的可能性較低；同時存在光路調試、裝配複雜，生產周期漫長，機械旋轉部件在行車環境下的可靠性不高，難以符合車規的嚴苛要求...等不足。
當前的雷射雷達戰場，機械旋轉式方案佔據著絕對的統治地位，目前除了美國Quanergy以外，各大主流的雷射雷達供應商都是以機械旋轉式的產品線為主，並以此為基礎不斷推進更高線數產品的迭代。比如做雷射雷達起步最早、做的最大的Velodyne，主攻的就是機械雷射雷達，其機械雷射雷達目前可做到128線，性能非常強悍。
混合固態雷射雷達
2016年1月的CES消費電子展會上，Velodyne展示了「混合固態超級冰球」（Solid-State Hybrid Ultra Puck Auto），由此引入了混合固態雷射雷達的概念。
機械式雷射雷達在工作時發射系統和接收系統會一直360度地旋轉，而混合固態雷射雷達工作時，單從外觀上是看不到旋轉的，巧妙之處是將機械旋轉部件做得更加小巧並深深地隱藏在外殼之中。
業內普遍認為，混合固態雷射雷達指用半導體「微動」器件（如MEMS掃描鏡）來代替宏觀機械式掃描器，在微觀尺度上實現雷達發射端的雷射掃描方式。MEMS掃描鏡是一種矽基半導體元器件，屬於固態電子元件；但是MEMS掃描鏡並不「安分」，內部集成了「可動」的微型鏡面；由此可見MEMS掃描鏡兼具「固態」和「運動」兩種屬性，故稱為「混合固態」。
對於雷射雷達來說，MEMS最大的價值在於：原本為了機械式雷射雷達實現掃描，必須使雷射發射器轉動。而MEMS微機電系統可以直接在矽基晶片上集成體積十分精巧的微振鏡，由可以旋轉的微振鏡來反射雷射器的光線，從而實現掃描。
這樣一來，雷射雷達本身不用再大幅度地進行旋轉，可以有效降低整個系統在行車環境出現問題的機率。另外，主要部件運用晶片工藝生產之後，量產能力也得以大幅度提高，有利於降低雷射雷達的成本，可以從上千乃至上萬美元降低到數百美元。
老牌雷射公司日本先鋒，利用原本用於掃描雷射影碟的光學頭，來生產MEMS雷射雷達。該公司曾表示「當訂單達到100萬，先鋒便可以把價格控制在100美元以下，預計會在2019年開始量產。」
固態雷射雷達：OPA與Flash固態雷射雷達
相比於機械式雷射雷達，固態雷射雷達結構上最大的特點就是沒有了旋轉部件，個頭相對較小。
固態雷射雷達的優點包括了：數據採集速度快，解析度高，對於溫度和振動的適應性強；通過波束控制，探測點（點雲）可以任意分布，例如在高速公路主要掃描前方遠處，對於側面稀疏掃描但並不完全忽略，在十字路口加強側面掃描。而只能勻速旋轉的機械式雷射雷達是無法執行這種精細操作的。
從使用的技術上，固態雷射雷達分為OPA固態雷射雷達和Flash固態雷射雷達。
OPA固態雷射雷達
OPA（optical phased array）光學相控陣技術。對軍事有所了解的讀者，應該會知道相控陣雷達，美海軍宙斯盾艦上那一塊蜂窩狀的「板子」就是它。
而光學相控陣使用的即是原理相同的技術。OPA運用相干原理（類似的是兩圈水波相互疊加後，有的方向會相互抵消，有的會相互增強），採用多個光源組成陣列，通過控制各光源發光時間差，合成具有特定方向的主光束。然後再加以控制，主光束便可以實現對不同方向的掃描。
相對於MEMS，這一技術的電子化更加徹底，它完全取消了機械結構，通過調節發射陣列中每個發射單元的相位差來改變雷射的出射角度。
因為沒有任何機械結構，自然也沒有旋轉。所以相比傳統機械式雷達，OPA固態雷射雷達有掃描速度快、精度高、可控性好、體積小等優點。但也易形成旁瓣，影響光束作用距離和角解析度，同時生產難度高。
比如Quanergy研發的「固態」Solid State雷射雷達，就是OPA雷射雷達，其滿足了雷射雷達小型化的大趨勢，整個尺寸只有90mmx60mmx60mm。用到的核心的技術有光學相控陣列Optical Phased Array、光學集成電路Photonic IC、遠場輻射方向圖Far Field Radiation Pattern，完全沒有機械固件。
Flash固態雷射雷達
Flash原本的意思為快閃。而Flash雷射雷達的原理也是快閃，不像MEMS或OPA的方案會去進行掃描，而是短時間直接發射出一大片覆蓋探測區域的雷射，再以高度靈敏的接收器，來完成對環境周圍圖像的繪製。
因此，Flash固態雷射雷達屬於非掃描式雷達，發射面陣光，是以2維或3維圖像為重點輸出內容的雷射雷達。某種意義上，它有些類似於黑夜中的照相機，光源由自己主動發出。
Flash固態雷達的一大優勢是它能快速記錄整個場景，避免了掃描過程中目標或雷射雷達移動帶來的各種麻煩。不過，這種方式也有自己的缺陷，比如探測距離較近。
卡耐基梅隆大學機器人專家Sanjiv Singh認為：
「像素越大，你要處理的信號就越多。將海量像素塞進光電探測器，必然會帶來各種幹擾，其結果就是精度的下降。」
這意味著Flash固態雷射雷達沒有「遠視眼」，在實際使用中不適合遠程探測，而業內專家堅信，全自動駕駛汽車上搭載的雷射雷達至少一眼就得看到200到300米外的物體。
其實Flash固態雷射雷達的成本還是相對低，但基於3D Flash技術的固態雷射雷達，在技術的可靠性方面還存在問題。
結語：
相比於機械雷射雷達，MEMS雷射雷達體積更小，價格更低廉，更適合大規模應用；同時相比於OPA和Flash，MEMS在技術上更容易實現。因此，MEMS被各大主機廠商一致看好，近些年入局MEMS雷射雷達研究的企業很多。
業內人士認為，未來，中遠距離雷射雷達將是MEMS固態的天下。
MEMS更容易做到遠距離，而OPA與Flash想達到200米距離還有大量的路要走，OPA也因為技術暫不成熟，短期內估計不會有落地的產品出現。而且，MEMS雷射雷達的晶片化特徵，使得它具有車規級、千元級、易量產的基因，因此這個方案將最先被OEM接受，成為第一代L3以上自動駕駛量產車的感知配件。