本文為【新智駕會員計劃】第 21 期內容，「大咖Live」第 5 講實錄整理。
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“激光雷達是自動駕駛汽車不可缺少的傳感器。”這是創始人姜波口中，飲冰科技選擇激光雷達創業的出發點，也是很多自動駕駛從業人員的一個重要共識。
在自動駕駛汽車中，用或不用激光雷達一直是一個爭論不休的問題，用是出於安全的需要，不用是有關成本的考量，但在得出結論之前，全面瞭解這一自動駕駛汽車最重要的傳感器顯然至關重要。
本期大咖 Live，姜波對激光雷達的前世今生以及未來發展都做出了詳細梳理和闡述。
他首先從激光雷達發展的源頭即無線電雷達講起，解釋了激光雷達與雷達的分別，進而重點講解了激光雷達的發展趨勢以及固態激光雷達的詳細方案，剖析了 Flash-LiDAR 的優勢與困難，同時也分享了飲冰在全固態激光雷達方面的探索與進展。
最後，對於目前行業中關於激光雷達的疑問，他也進行了一一解惑，如果你對激光雷達還一知半解或需要更多深度知識補充，本文或許可以提供一次最全面參考。
以下為「大咖Live」實錄摘選：
從無線電雷達說起
相信大家都看過《敦刻爾克》這部電影，它讓二戰那段歷史重新進入大家視野。講起二戰歐洲戰場就少不了要說起不列顛空戰，不列顛空戰大概分為四個階段，在 1940 年 7 月-10 月，不列顛空戰的最關鍵階段，德國一共出動了約 4.6 萬架次飛機，投彈 6 萬噸，被擊落各型飛機 1733 架，損失空行人員 6 千人；而英國飛機共損失 915 架，飛行員 414 人，雙方飛機損失比為 0.5:1，飛行員損失比是 0.069 : 1。
事實上，德國的戰機性能和飛行員素質是高於英國的，可為什麼贏得戰爭的是英國人？其中一個重要原因就是英國人有雷達。
上圖左邊就是當時在英吉利海峽部署對空警戒的雷達陣位，每個小黃點是一部雷達，紅線是雷達能覆蓋的區域。我們可以看到，德國飛機還沒有進入英國領空，就會被英國人利用雷達發現，飛機的數量、航向都在英國掌握之中，後者就可以針對性地起飛戰機進行攔截，飛行員可以以逸待勞，不用長時間在空中巡邏。
最早的雷達是 1935 年英國部署的，叫本土鏈雷達，後來二戰中又部署了地空本土鏈，也就是我們講的雷達，上圖的右邊。
雷達第一次登上歷史舞臺，就發揮了非常重要的作用，後來在太平洋戰爭中，又幫助美國海軍打贏了日本。
雷達的主要功能是什麼？一個是測距，一個是側角。
來看一下上面這張圖的左邊，這是一個極座標系，我們可以通過一個距離和兩個角度來確定空間的唯一一個點，各種各樣的雷達都是在想辦法測出這三個參數。
雷達測距將無線電波發射出去，如果遇到目標就會反射回來，由於電磁波的傳播速度是一定的，只需要知道無線電波的飛行時間就可知道目標距離，而目標角度可以通過無線電波的指向來確定。
雷達都是有天線的，為的就是集中無線電波的能量向一個方向發射。這一點和廣播完全不一樣，廣播是向四周輻射。波束窄了，要覆蓋一定空域，讓波束掃描起來最簡單的方法就是機械旋轉，一個電機帶著天線旋轉就可以了，可是這樣太慢了，好不容易發現一個目標，要再轉一圈兒才能重新測量一次，而且旋轉機構的可靠性也比較差。
人們非常聰明地發明了相控陣雷達，這種雷達沒有旋轉機構，是靠密密麻麻排列的 T/R 組件來實現波束掃描的，其具體原理和光學相控陣雷達一樣，上面右下角兩張圖，左邊是一種機械旋轉雷達，右邊是戰鬥機用的相控陣雷達。
可能有人會問，我們為什麼要從無線電雷達講起，因為激光雷達就是完完全全脫胎於無線電雷達技術。
電磁波
變化的電場會產生磁場，變化的磁場會產生電場，然後電場又產生磁場，磁場又產生電場，這樣反反覆覆，合起來，就產生了電磁場，變化的電磁場在空間傳播就是電磁波。
上面左邊這張圖，紅色的是電場，藍色的是磁場。通過這張圖也可以看到，電磁場的變化是週期性的，這個週期的空間長度就是波長。
光速也就是電磁波傳播的速度，光速除以波長就是電磁波頻率。頻率是電磁波非常重要的特性，按照頻率順序，把這些電磁波排列起來就是電磁波譜。如果把每個波段的頻率由低至高依次排列，它們是：無線電波，微波，紅外線，可見光，紫外線，X 射線，γ 射線。其中，無線電波頻率最低，波長最長，γ 射線頻率最高，波長最短。無線電和光的本質都是電磁波......
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