激光雷达的“线” 指的是激光雷达在垂直方向上能够发射和接收激光脉冲的激光线数量。

激光雷达通过发射激光脉冲并测量反射光来检测距离等信息。线数越多，通常意味着垂直方向上的激光束越多，能获取的环境信息就越丰富，点云分辨率也越高，成像更清晰。例如，128线激光雷达形成的点云图能清晰分辨 200 米外车辆轮胎纹理，而 16 线雷达仅能勾勒出模糊轮廓。

对于360° 旋转式和一维转镜式架构的激光雷达，线数等同于激光雷达内部激光器的数量。

LiDAR每秒产生点的数量与线数、转数、水平视场角、水平角分辨率等因素有关。一帧点云包含的点的个数计算公式为：水平视场角 \ 水平角分辨率）* 线束数。而每秒产生的点数 = 一帧点云包含的点的个数 × 帧率（转数）。

例如，对于一个360° 视场角、64 线、10Hz （一秒十圈）的激光雷达，水平角分辨率假设为 0.1°，那么一帧点云包含的点数为360 \ 0.1*64 = 230400个，每秒产生的点数则为230400*10 = 2304000个

激光雷达要看周围环境，是非扫描不可的，不扫描除非在360°全方位都装上激光器发射头和反射镜，但是这个成本是无法承受的。

而固态激光雷达没有旋转，又不是在360°全方位都装上发射头和反射镜，那么如何实现扫描呢？

回答是只要能改变激光速的方向即可，不一定是通过旋转来改变方向。

固态激光雷达能够不用旋转的根本原因是其采用了非机械旋转的扫描技术，通过电子部件或光学原理来控制激光的发射角度和扫描方向，主要包括以下几种技术方式：

光学相控阵技术：利用光学相控阵列，通过调节发射阵列中各个发射单元的相位差，来改变激光的出射角度，实现光束的指向扫描。这种方式基于电信号对相位的严格控制，可称为电子扫描技术，完全摒弃了机械结构，扫描速度快，精度高，能在短时间内对不同方向进行快速扫描。

图光学相控阵激光雷达示意图，图片【1】

Flash 技术：Flash 固态激光雷达是一种非扫描式雷达，它通过短时间内直接发射出一大片覆盖探测区域的激光，再利用高度灵敏的接收器来完成对环境周围图像的绘制，无需通过机械旋转或扫描部件来改变激光的发射方向，而是一次性获取整个视场的信息。 

图Flash激光雷达示意图，图片来自【1】

Flash激光雷达取FLash的名字，是因为它工作时会短时间内直接发射出一大片覆盖探测区域的激光，就像闪光一样，快速照亮目标场景，再利用高度灵敏的接收器来完成对环境周围图像的绘制，一次性获取整个视场的信息 ，而不是像机械式激光雷达那样通过旋转等方式逐点扫描。如果要类比，可以类比照相机曝光。

lMEMS 技术：基于 MEMS 的固态激光雷达利用微振镜来改变单个发射器的发射角度进行扫描，通过悬臂梁在横纵两轴的高速周期运动，改变激光的反射方向，从而形成面阵扫描视场。虽然 MEMS 技术中存在微小的机械运动部件，但与传统机械式激光雷达的大型旋转部件相比，其结构得到了极大简化，体积更小，可靠性更高。

图MEMS激光雷达示意图，图片来【1】

下面以光学相控阵激光雷达为例：

图光学相控阵（OPA）固态激光雷达的详细原理图，图片来自网络

光学相控阵（OPA）的原理和结构，具体解释如下：

图中包含如下组件：

  • Waveguide（波导）：图中灰色线条，用于引导光的传播路径。

  • Light splitter（分光器）：灰色矩形块，作用是将输入光分成多路，使光能够进入不同的通道。

  • Phase shifters（移相器）：黑色方块标注“φ” ，通过调节电信号改变光的相位。

  • Grating couplers/Antennas（光栅耦合器/ 天线）：负责将波导中的光耦合输出，发射到自由空间中。

各子图内容罗列如下：

  • 图(a)：左侧激光源（Laser）发出光，经波导传输，由分光器将光分成多路，每路光经过移相器后，由光栅耦合器 / 天线发射出去。图中展示了光在光学相控阵中的传输路径，通过坐标轴（x、y、z）及角度（φ、θ）表示光的出射方向。

  • 图(b)：与图 (a) 类似，同样是激光源发出光，经分光器分路、移相器调节相位后由光栅耦合器 / 天线发射。但与图 (a) 的光出射方向有所不同，体现了通过移相器改变光相位进而改变出射角度的原理。

  • 图(c)：展示了一维光学相控阵中波前（wavefront）的情况。多个发射单元（标注 φ 的三角形）发出的光形成平面波前，通过控制各单元相位可控制波前方向。

  • 图(d)：同样是关于波前的示意图，展示了通过调节发射单元相位，使波前产生倾斜，改变光的传播方向（以角度 φ 表示），体现光学相控阵扫描光束的原理。