激光雷达（LiDAR，Light Detection and Ranging），是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号（激光脉冲）,然后将接收到的从目标反射回来的信号与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，从而对车辆、行人等目标进行探测、跟踪和识别。
激光雷达用途广泛，其中在当前自动驾驶领域更是与摄像头、毫米波雷达等担负着自动驾驶车辆“耳目”感知的重要作用，其性能表现是自动驾驶车辆整体性能表现的基础。目前车载激光雷达按结构和发展进程可以分为机械式激光雷达、混合固态激光雷达和（全）固态激光雷达。其中前两者由于存在运动机械构件，在行车环境下可靠性表现不佳，导致难以满足车规的严苛要求。另外，传统线扫激光雷达还存在容易漏检小目标、易受雨雾霾雪影响，不能满足全天候自动驾驶的需求 。
大陆汽车电子传感器生态
HFL110全固态激光雷达和新版ARS408雷达
HFL110是德国大陆集团的汽车级三维闪光式（3D Flash）全固态激光雷达传感器，是专为短距离（<50米）应用设计的高分辨率、坚固耐用的固态相机。集成1级眼部安全激光器，工作波长为1064nm。每一个激光脉冲都经过一个精心设计的扩散器，将激光束扩展到与视场（FOV）透镜匹配的照明场（FOI），以照亮混合焦平面阵列。光学透镜将反射回来的激光脉冲聚焦到相互独立的各个像素上，同时记录飞行时间TOF（对应探测距离）和振幅（对应反射的激光强度）。即使车辆以100英里/小时的速度行驶，25Hz的帧速率和全局快门也能确保捕捉到高动态场景而不产生运动模糊。富有创新的HFL110是一个面向未来的解决方案，结合其他ADAS传感器，可以助力实现高度和全自动驾驶功能。
不同于传统线扫激光雷达，HFL110相对于黑暗中自带闪光灯的照相机，发射光源只有一个，而非纵向排布的多线激光束，已不能用多少线来评判其分辨率，而是像相机那样的像素数量。且像素之间如照片那样无间隙，只是比二维照片多了距离信息，相对于给视场拍了个三维照片。
HFL110全固态激光雷达工作原理示意
具有多项旨在解决行业痛点的新特性：
› 全固态设计，无运动部件，汽车级传感器，容易满足车规
› 抗振动和抗冲击，工作可靠，寿命长
› 连续像素—— 无图像/ 数据间隙（不漏过任何细小物体）
› 三维全局快门和即时像素同步（无运动失真，轻松应对快速运动物体成像）
› 兼具长距离和高亮度（工作距离内保证几乎所有自然目标可靠探测）
› 角度分辨率高（0.94°/像素，二维精度）
› 支持低表面反射率物体成像（支持低至10%反射率）
› 支持与其他传感器的像素级同步
› 路面反光标记成像（如车道线）
› 支持视觉弱化环境中的成像
› 不受阳光直射影响
› 能够探测雾、雪、尘、雨、水雾环境中目标
› 支持首个到最后一个反射光脉冲采样（连续采样模式）
› 最高支持25Hz帧率运行
› 单脉冲激光器照亮整个视场（非同时发射多束激光脉冲）
› 支持堵塞检测和自动触发清洗器（支持水或压缩空气），轻松应对表面脏污
› 集成加热器，轻松应对严寒
› 支持自动校准
› 符合ASIL B（功能安全）
› 防护等级IP6K9K
› 输出点云数据和/ 或目标列表
› AI人工智能训练机制
› 动态三维分割与聚类
› 直接三维测量
› 支持ROS/ROS2
技术信息：
› 一级人眼安全1064nm激光器
› 混合InGaas/CMOS焦平面阵列
› 视场角：120° H x 30° V
› 像素数量：128 H x 32 V(4096)像素
› 连续角分辨率：0.94°/像素
› 工作距离：0.5~50m（22m@10%反射率）
› 尺寸：100 x 120 x 65 mm
› 传感器头质量：<700 g
› 帧率：最高到25Hz
› 工作温度：-30℃~ +85℃
› 存储温度：-40℃~ +105℃
› 供电电压：12V
› 汽车千兆以太网IEEE 802.3bp通讯接口
› 支持PTP精确定时协议（IEEE802.1AS gPTP）
在慧尔视公众号文章“德国大陆HFL110全固态激光雷达简介”中的视频所示振动/防抖试验中，在振动台上的HFL110激光雷达展现了无运动失真、模糊或伪影的三维瞬时数据捕获，显示了固态解决方案的鲁棒性。
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