摘要：它是由以下部件组成的传感器系统：激光器(laser)发出特定波长的激光，经过旋转机构(scanning)实现区域的快速扫描，反射回来的激光经过滤光片(spatial & spectral filter)滤除环境干扰，最终通过光电检测器（photodetecto
激光雷达是一种非接触式探测和测距方法。该技术通过发射光脉冲击中附近物体后测量反射回波信号的特性来精确地计算每个物体的距离。
它是由以下部件组成的传感器系统：激光器(laser)发出特定波长的激光，经过旋转机构(scanning)实现区域的快速扫描，反射回来的激光经过滤光片(spatial & spectral filter)滤除环境干扰，最终通过光电检测器（photodetector）将光信号转换成易测量的电信号进行检测。
激光器：激光发射装置。常见三种类型：激光二极管、光纤激光器、Nd:YAG晶体激光器，激光波长、发射能量、发射频率、脉冲时间有所差异，需根据使用场景选择。
旋转机构：改变激光的测量方向，以对大范围区域进行迅速的激光扫描。最终得到的点云密度和旋转机构的转速以及激光器的发射频率有关。不同的旋转机构得到的点云扫描轨迹不同。
滤光片：由于白天环境光在全波长范围内均会产生背景噪声，可以通过滤光片在空间和波长上对背景噪声进行滤除。光电检测器：激光检测器检测从目标物体反射回来的激光脉冲，将光信号转换成易测量的电信号。需要检测时间越长，LiDAR的空间分辨率会降低。
维度的差异：单线与多线
单线激光雷达：仅发射一条激光束，对周围环境进行平面式扫描，成本较低。
应用：在扫地机器人、送餐机器人等服务机器人领域应用广泛
缺点：只能获取二维平面信息，在复杂场景中存在局限性
多线激光雷达：可同时发射多条激光束，实现对周围环境的三维扫描。常见的有4线、8线、16线、32线、64线和128线等。线数越高，点云数据越密集，对环境的感知能力越强。
应用：自动驾驶领域
缺点：成本相对较高，技术复杂度也更高
全球激光雷达市场规模持续增长。得益于传感器精度、小型化以及数据处理能力的持续进步，市场未来潜力巨大且前景光明。在自动驾驶车辆、智慧城市和环境监测等新兴应用中，激光雷达提供高分辨率、实时三维测绘的能力将使其受益匪浅。预计2024年全球激光雷达市场规模已达512亿元。
随着智能化技术的持续突破和升级，中国激光雷达市场驶入快车道。2022年，中国激光雷达市场规模为26.4亿元，据中商产业研究院预测，2026年此市场规模可达431.8亿元，CAGR达101%。
激光雷达广泛应用于汽车及非汽车行业，如机器人、智慧城市及V2X等领域。在激光雷达的众多应用场景中，2022年，机器人应用市场占比达到68.2%，为整体市场最大份额，智能驾驶汽车和其他应用领域占比28.7%和3.1%。
激光雷达主要应用—机器人
2023年之前，机器人是激光雷达的核心应用。例如，2020年，速腾聚创产品收入中72.56%应用于机器人及其他，ADAS仅占3.61%。据QYResearch统计，2023年全球机器人LiDAR全球销售额达1.9亿美元，预计2030年达12亿美元，CAGR达30.12%。传统视觉方案受光照条件限制，超声波雷达精度不足，激光雷达凭借高精度三维点云和全天候工作能力，成为更优解。
相比于车载应用，机器人体积尺寸较小、应用场景倾向室内，因此更广的FOV和更高的分辨率比测距能力更重要，发射功率大大降低，需要更小体积、更高集成度的LiDAR。服务与工业场景双线爆发。典型的应用分别有配送、清洁、医疗和AGV/AMR导航、高精度制造等。
据国家统计局数据，2024年中国服务和工业机器人产量分别为1051.93万和55.64万套，且发展前景广阔，相应的，应用于其上的激光雷达潜力无限。今年，AI驱动的人形机器人迎来爆发，加速了激光雷达的应用进程。宇树、智元、美国的agility等人形机器人公司都在使用激光雷达。目前，激光雷达作用都体现在导航SLAM。摄像头近距离感知能力强，但超半米后显著下降；激光雷达与之互补，显著提升机器人在复杂环境的感知能力。
激光雷达主要应用—智能驾驶汽车
随着全球自动驾驶从L2向L3+跨越，智能汽车市场的扩张，全球车载激光雷达市场规模高速攀升。根据QYR（恒州博智）的统计，2024年全球汽车激光雷达市场销售额达到了950.27百万美元。就应用来看，高级辅助驾驶（ADAS）的份额为80.6%，未来6年CAGR约为50.87%。2023年，中国厂商以84%的份额领跑全球市场。
据yole统计，2023年车载激光雷达市场中，禾赛科技（37%）、速腾聚创（21%）、图达通（19%）、华为（6%）、览沃（1%）等中国供应商合计占据84%的市场份额。车载激光雷达交付量正在经历爆发式增长。2024年，中国车载激光雷达装机量首次突破150万颗。其中，速腾聚创装机量达51.5万颗，位列第一；华为技术装机量约42.1万颗。禾赛科技预计2025年激光雷达规划年产能将超过200万台，激光雷达市场需求强劲。
国际自动机工程师协会（SAE）报告显示，2024年全球前装激光雷达车型已达47款，较2021年增长6倍。成像技术方面，半固态激光雷达将继续维持主导地位。根据yole预测，未来十年，半固态激光雷达份额预计为58%（转镜式52%、MEMS6%），而Flash激光雷达将显著增长至37%。此外，VCSEL和SPAD/SiPM技术预计将逐渐取代EEL和APD技术。
激光雷达技术趋势
激光雷达测距：ToF仍为主流，FMCW未来可期。相对于毫米波雷达，FMCW激光雷达有更高的点云密度；相对于常规激光雷达，FMCW激光雷达每个点增加了速度信息，但目前FMCW技术成熟度较低，仍处于发展初期。固态激光雷达有望成为最优选择。
机械激光雷达因为结构复杂、可靠性较差、寿命低于车规要求，当前用于车载领域较少；混合固态（转镜式、MEMS 振镜）较为成熟，是当前和未来车载激光雷达主流方案；固态Flash方案逐步产业化，在车载领域占比持续提升。
目前纯固态Flash雷达主要应用于补盲，尚未能兼顾FOV和远距离测量。但长期来看，纯固态激光雷达因优化体积和耐久度，有望成为最优选择。905nm光源仍将占据主导地位。随着905nm技术持续升级，1550nm成本偏高，预计未来905nm激光器预计仍将占主导地位。
数字化是激光雷达突破性能天花板的关键。其变化可以类比照相机从胶片进化到数码，核心环节在于数字化LiDAR采用了能以“单光子”形态检测激光的单光子雪崩二极管器件（SPAD），让信号以离散状态呈现在接收端，并直接输出数字信号，达成信号感知的数字化。SPAD技术可以在成本没有显著增加的情况下实现性能质的飞跃。得益于数字化的架构，满足未来高阶智驾对于LiDAR灵活ROI的需求——软件定义激光雷达不再是梦。
更多行业研究分析请参考思瀚产业研究院官网，同时思瀚产业研究院亦提供行研报告、可研报告（立项审批备案、银行贷款、投资决策、集团上会）、产业规划、园区规划、商业计划书（股权融资、招商合资、内部决策）、专项调研、建筑设计、境外投资报告等相关咨询服务方案。
来源：思瀚研究院
