激光雷达是当今世界正在引领变革的传感器，它的应用很广泛，涵盖了自动驾驶汽车领域、无人机领域、自主机器人领域、卫星领域以及火箭领域。它的工作原理是以激光的独特性质为基础。先测量传感器发射器与目标物体之间的传播距离，也就是 Time of（TOF）。接着分析目标物体表面反射的激光能量、波谱幅度、频率以及相位等信息。最后生成点云数据，从而能够精细地描绘出目标物的三维结构。

激光雷达由激光发射单元和激光接收单元所构成。其发射单元会向外发射激光束层，并且层数越多，测距精度就越高（如图 2 所示）。不过，这也引发了传感器尺寸增大的问题。当激光束碰到障碍物并发生反射时，接收器能够捕获这些反射激光。通过对每束激光的发射时间与返回时间进行测量，接收器就可以构建出一组详细的点云数据。高品质的激光雷达每秒能发出很多束激光，能达到 200 束之多，并且能以此实现对目标物的精细三维测绘。

图 2 展示了不同激光束形成详尽激光点云数据的情况。在激光雷达技术里，激光的波长是关键参数。目前常用的激光发射器波长有两种。其中一种激光波长具有特殊优势，因为它在人眼液体中传输困难，这样就能确保使用时的安全性。同时，大功率发射能让探测距离更远，长波长也能增强抗干扰能力。然而，制作激光需要用到材料，在目前的量产方面还存在一定的困难。所以，当下市场上更为广泛应用的是采用 Si 材料的激光雷达，它的安全性是通过对功率和脉冲时间进行限制来实现保障的。