現在買車，在一些車型的宣傳中總能看到固態激光雷達，加上固態兩字，感覺更加“黑科技”，卻分不清它和傳統激光雷達有何區別，今天拋開晦澀的術語，用白話解析一下什么是固態激光雷達。
讓光脈沖“動起來”？
激光雷達工作時，通過發射光脈沖計算從目標反射回來的回波信號時間，從而間接獲得目標距離。但單一的光束難以識別目標的輪廓，面對龐大的三維空間，需要增加光束的數量來提升掃描的效率。
通過多個角度發射多組光脈沖信號，分析目標物體表面的反射能量大小、反射波譜的幅度、頻率和相位等信息，激光雷達就能輸出點云，從而呈現出目標物精確的三維結構信息。
激光雷達主要的指標包括點云數量、全局分辨率和覆蓋范圍。所謂點云（Point Cloud），就是激光雷達通過發射激光束并接收反射信號后生成的三維空間離散點集合。再直白一點講，點云就是“點構成的云”。在激光雷達快速重復測量過程中會獲取數百萬個數據點，經過處理后，可構建人類視覺易于分辨的數字三維空間，類似于“聚沙成塔”的效果。
那么問題來了，傳統激光測距儀是單個激光器發出光脈沖，一次對一個點進行測距。但面對數百萬個數據點，難道需要數百萬個激光器嗎？顯然，有更聰明的方法，那就是讓光脈沖“動起來”進行掃描。
讓光脈沖“動起來”的方法有幾種。
以禾賽AT128激光雷達為例，采用的是一維轉鏡掃描方案。其發射器和接收器采用固定布置，內部唯一的機械裝置是一個電機驅動的“鏡子”（一維轉鏡）。
這里的一維轉鏡，也被稱為多面體旋轉掃描鏡，可以簡單理解為一面鏡子。本質是一個鍍有反射層的多邊形柱體，當轉鏡在電機帶動下高速旋轉時，一束光入射到轉動的鏡面上，反射光會掃出一條亮線，形成光柵。在AT128內部有芯片化的128個激光器，組成128通道，在垂直方向可以同時發射128束激光進行掃描，每秒可對三維空間打出153萬個激光點，進而對周圍環境獲得優秀的感知。
轉鏡式激光雷達的優勢在于其穩定的性能和較低的成本，其轉鏡技術經過了長時間的驗證和優化，其在制造和供應鏈方面相對成熟。同時，由于其發射器和結構器都是固定結構，僅轉鏡旋轉運動，也被稱為半固態激光雷達。
除了上述一維轉鏡方案，業內還有MEMS微振鏡技術。MEMS是微型機電系統（Micro Electro Mechanical Systems）的縮寫，是指通過應用半導體制造技術和激光加工技術等各種微細加工技術，將微小電氣元件和機械元件集成在一塊基板上的設備/系統，例如傳感器和致動器等。
MEMS方案更接近固態激光雷達，從原理上說，振鏡是“鏡子”通過“電機”驅動改變鏡子的角度，從而實現對不同角度的掃描。不過其“電機”是由電信號驅動，振鏡通過改變角度和頻率，可以對光線進行干涉和調整。MEMS振鏡的驅動方式主要有壓電式、電磁式以及靜電式。
其中，壓電式在硅晶片上形成壓電體膜，通過鉸鏈將施加電壓時產生的翹曲動作傳遞給鏡子，從而驅動鏡子；電磁式在構造上，通過向位于磁鐵磁場中鏡子周圍的線圈通電，從而驅動鏡子；靜電式通過位于鏡子兩端的靜電致動器來驅動鏡子。
MEMS振鏡的運動方向包括X軸和Y軸，可以實現激光的指向偏轉、圖形化掃描、圖像掃描。它通過微米級振鏡高速偏轉實現光束掃描，將運動部件尺度縮減至毫米級，大幅降低機械失效風險。與傳統機械式激光雷達以及轉鏡式激光雷達相比，MEMS振鏡鏡面直徑通常只有幾毫米，其結構得到了極大簡化，體積更小，可靠性更高，同時兼顧測距性能與量產成熟度，也是現階段規模化商業落地的主力方案。
固態激光雷達有什么突破？
固態激光雷達，通俗來講，它的核心特點就是內部沒有任何會轉動、會晃動的機械零件。它完全拋棄了傳統的機械旋轉結構，不用電機、不用轉動鏡片，全程靠電子信號、光學芯片控制激光的發射方向和覆蓋范圍。就好比電腦的硬盤系統，傳統機械硬盤工作時，碟片通過電機驅動高速旋轉讀取數據，而固態硬盤完全舍去機械結構，數據完全電子化。
拋棄機構結構的固態激光雷達，不僅在體積上可以做得更小，可靠性上也得到明顯提升。但就目前的技術而言，全固態激光雷達的探測距離更短，還難以肩負主前向探測，通常用于車側、車尾的近距離探測。
目前主流的固態激光雷達技術路線主要有兩種，原理也很好理解：一種是閃光式，像相機閃光燈一樣，一次性射出整片激光，瞬間照亮整個視野，一秒生成周圍環境的三維畫面；另一種是光學相控陣，通過芯片調控激光的傳播角度，精準掃描各個方向。
閃光式固態激光雷達，學名為Flash（泛光面陣）激光雷達。它通過短時間發射出一大片覆蓋探測區域的激光，再以高度靈敏的接收器（如SPAD陣列）來完成對環境周圍圖像的繪制。
光學相控陣固態激光雷達，學名為OPA。OPA方案采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。主光束通過電信號控制可實現對不同方向的掃描。
憑借體積小、穩定性強、低成本、易量產的核心優勢，固態激光雷達早已不局限于車載智能駕駛，廣泛落地于民用出行、智能設備、公共安防等多個領域，貼合大眾日常生產生活。