激光雷达大体上由发射模组、接收模组、扫描模组、处理模组四部分组成，其分类多种多样，比如按照扫描模组可分为机械式、半固态式、固态式激光雷达，半固态激光雷达是当前主流的自动驾驶解决方案。半固态式激光雷达主要包括为棱镜式、转镜式、MEMS（微振镜）三种，其中棱镜式激光雷达由于其点频密度较低而较少被采用。

此外，还可以按照发射模组分为EEL（边缘发射激光器）、VCSEL（垂直腔面激光发射器）、光纤激光器（Fiber Laser）及泵浦固态激光器（DPSSL），按照接收模组可以分为PD（Photodiode，光电二极管）、APD（Avalanche Photo Diode、雪崩式光电二极管）、SPAD（Single Photon Avalanche Diode、单光子雪崩二极管）和SiPM（Silicon Photo Multiplier、硅光电倍增管）四类。

上篇主要聚焦激光雷达领域的宏观分析及定性分析，接下来将从重点专利的角度解读各重要申请人目前的发展状况。

本节筛选了博世、通用汽车、丰田汽车3家企业进行专利解读，他们均为整车厂或Tier1供应商，具有较成熟的激光雷达配置方案。

图1：博世激光雷达配置方案

环境传感器12、13、14、15可以构造为雷达传感器15、摄像机传感器12、超声波传感器13和激光雷达传感器14。摄像机传感器12沿行驶方向F指向前方。超声波传感器13逆着行驶方向F定向。激光雷达传感器14和雷达传感器15是指向侧面的传感器并且监视车辆4的侧面区域。

车辆4具有控制器10。控制器10与车辆4的环境传感器12、13、14、15传导数据地连接。由此，控制器10可以接收并且分析评价环境传感器12、13、14、15的测量数据。环境传感器12、13、14、15用于对车辆环境A进行监视和扫描。车辆4同样具有位置传感器18，该位置传感器可以求取车辆4的GNSS位置并转发给控制器10。

激光雷达传感器12具有内部储能器19，该内部储能器实施为电容器。由此，尽管能量供应中断，摄像机传感器12也可以以降低的扫描频率运行或至少保持转动。由此，可以更快速地重新激活摄像机传感器12。

图2：丰田汽车激光雷达配置方案

自主车辆100，其具有保持多个捕捉360°视图的激光雷达扫描仪（116）的转台。炮塔可以容纳雷达传感器和摄像机（115c，115d），雷达传感器和摄像机可以放置在车辆上的多个位置。自主车辆还包括多个摄像机（115a-115f）、位于车辆前部和后部的多个雷达扫描器（117a，117b）。此外，前灯壳体（115e，115f）、侧视镜（115a，115b）或刹车灯壳体可以配置有照相机。自主车辆还可以具有位于车身周围或车顶上的多个摄像机和雷达传感器。

图3-4：通用汽车激光雷达配置方案

关于车辆100的纵轴对称设置，以实现视差。每个雷达设备240a可以包括或结合被适当配置成水平地和可旋转地扫描环境以生成被其他系统消耗的雷达数据的组件。雷达设备240a输出原始点云。点云可以与车辆速度信息和雷达方位知识一起使用，以确定保留哪些点（例如，移动的物体）和丢弃哪些点（例如，噪声、静止的物体）。

第一摄像机240b位于车辆100的左前侧（或驾驶员侧）,并且其视野相对于车辆100的纵向轴线在向前方向上逆时针定向45°,而另一摄像机240b可以位于车辆100的右前侧（或乘客侧）,并且其视野相对于车辆100的纵向轴线顺时针定向45°。额外的摄像机240b位于车辆100的左后侧和右后侧，并且类似地相对于车辆纵轴以45°远离纵轴定向，同时摄像机240b位于车辆100的左侧和右侧，并且远离垂直于车辆纵轴的纵轴定向。图示的实施例还包括一对摄像机240b，其位于车辆纵轴处或附近，并被定向成沿着基本平行于车辆纵轴的视线捕捉前视视野。

激光雷达装置240c也设置在车辆100的不同位置，在一个实施例中，关于车辆100的纵轴对称设置，以实现视差。每个激光雷达设备240c可以包括或结合一个或多个激光器、扫描部件、光学装置、光电探测器和其他部件，这些部件被适当地配置成以特定的角频率或旋转速度水平地和可旋转地扫描车辆100附近的环境。例如，在一个实施例中，每个激光雷达设备240c被配置成以10赫兹（Hz）的频率水平旋转和扫描360°。如这里所使用的，激光雷达扫描应该被理解为指激光雷达设备240c的单次旋转。

横向对比博世、丰田、通用汽车的激光雷达配置方案，可以发现共同点是激光雷达均配置于车辆的中轴位置并面向车身两侧方向，这是由于激光雷达需要扫描环境以获取数据，布置在车辆的中轴位置并面向车身两侧方向可以尽可能地发挥激光雷达的性能。

另一方面，激光雷达成本较高，车企偏向于安装更少的激光雷达，因此较少有在车身四周大量配置激光雷达的方案，博世及丰田汽车均为单颗激光雷达配置方案，而通用汽车为多颗激光雷达配置方案，其在车身两侧及前方配置了4颗激光雷达，但暂不清楚是否实装。其他厂商如小鹏汽车最新发布的G9装了双激光雷达的配置方案，理想汽车更是全系的Max版本标配了128线激光雷达方案。

通过对上述几家主要申请人的激光雷达配置方案的专利解读，可以了解到单颗激光雷达配置已为常态，未来会朝着小型化、多样化的配置方案发展，逐渐克服现有技术体积大、不美观、成本高等缺点。

柴菲先生曾就职于本田技研科技（中国）有限公司，现担任紫藤知识产权集团分析咨询部分析师，对汽车领域有较深入的了解，熟悉企业内部研发及专利申请流程，同时具备海外申请经验，联系方式：fei.chai@purplevineip.com 。

分析咨询是紫藤知识产权主营业务之一。团队成员多数具备企业和审查背景，处理过超千件专利案件，围绕面板、半导体、物联网、新能源汽车、医疗器械及医疗AI等产业领域设立了多个专业团队，致力于为不同领域的企业提供高质量、标准化的专业服务，业务咨询方式：ip_consulting@purplevineip.com。