激光雷達Lidar(LIghtDetectionandＲanging)是一種通過探測遠距離目標的散射光特性來獲取目標相關信息的光學遙感技術，是傳統雷達技術與現代激光技術相結合的產物，主要由發射機、天線、接收機、跟蹤架及信息處理等部分組成。它的工作原理與微波雷達或無線電雷達類似，即由發射系統發射一個信號，與目標發生相互作用，返回的信號被接收系統收集并處理，獲得所需的目標信息。隨著超短脈沖激光技術、高靈敏度的信號探測和高速數據采集系統的發展和應用，激光雷達由于測量精度高、時間和空間分辨率精細以及探測跨度大而成為一種重要的主動遙感工具。

    目前，激光雷達的種類很多，依據不同的劃分標準，可以有不同的劃分結果。

    按激光波段分，有紫外激光雷達、可見激光雷達和紅外激光雷達；按激光介質分，有氣體激光雷達、固體激光雷達、半導體激光雷達和二極管激光泵浦固體激光雷達等；

    按激光發射波形分，有脈沖激光雷達、連續波激光雷達和混合型激光雷達等；按顯示方式分，有模擬或數字顯示激光雷達和成像激光雷達；

    按運載平臺分，有地基固定式激光雷達、車載激光雷達、機載激光雷達、船載激光雷達、星載激光雷達、彈載激光雷達和手持式激光雷達等；

    按功能分，有激光測距雷達、激光測速雷達、激光測角雷達和跟蹤雷達、激光成像雷達，激光目標指示器和生物激光雷達等；

    按用途分，有激光測距儀、靶場激光雷達、火控激光雷達、跟蹤識別激光雷達、多功能戰術激光雷達、偵毒激光雷達、導航激光雷達、氣象激光雷達、偵毒和大氣監測激光雷達等。

    一、激光雷達行業市場發展

    2017年，全球激光雷達行業市場規模約在16.5億美元左右，市場規模尚小，而未來隨著技術發展日漸成熟，基于激光雷達的空間分辨率、探測靈敏度、抗干擾能力以及大范圍實際監測等方面的優勢，將被更加廣泛地應用于自動駕駛汽車、環保、氣象、生態、農業、海洋和測繪等領域，市場規模將得到進一步擴大。預計2017-2022年間全球激光雷達行業規模復合增速將達到25.8%，到2022年全球激光雷達市場規模將超過52億美元。

2017-2022年全球激光雷達行業市場規模預測(億美元)

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    相關報告：智研咨詢發布的《2019-2025年中國車載激光雷達行業市場運行態勢及投資戰略咨詢報告》

    從區域市場結構來看，北美是激光雷達行業最主要的市場，其市場份額在45%左右；歐洲緊隨其后，市場份額也超過了1/3。而中國所在的亞太地區則由于技術相對落后，發展仍處于起步階段，市場規模較小。

全球激光雷達的市場結構

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    以中國市場為例，在民用和商業領域，激光雷達長期存在供不應求的現象。但總體來看，如果未來可以在生產技術上實現突破，緩解行業供需矛盾，那么行業發展規模增速將得到明顯提升，未來發展前景十分廣闊。

2010-2018年中國民用激光雷達產銷情況

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2010-2018年中國商業激光雷達產銷情況

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    隨著激光雷達技術的不斷進步，激光雷達不僅僅在軍事領域大顯身手，其在民用領域的應用范圍也在不斷擴展。如今激光雷達技術已廣泛應用于社會發展及科研研究的各個領域，成為社會發展服務中不可或缺的高技術手段。

    1.用于大氣環境監測

    激光雷達由于探測波長短、波束定向性強、能量密度高，因此具有高空間分辨率、高探測靈敏度和不存在探測盲區等優點，已經成為目前對大氣進行高精度遙感探測的有效手段。利用激光雷達可以探測氣溶膠、云粒子的分布、大氣成分和風場的垂直廓線，可以對主要污染源進行有效監控。

    2.用于險情預報

    激光雷達技術能夠精密測量角度和距離,且能以很高的精度確定垂線和局部垂線,因此它在測繪中非常有用。通過定位雷達設備觀測現有衛星的后向發射器目標及與地球有關的衛星距離變化,可以監測與地質結構漂移有關的地質物理運動,進行地震預報。

    不同種類的大氣顆粒物與激光發生的散射現象不同,利用激光雷達監測系統有效區分由沙塵暴引起的沙塵顆粒物和其他大氣顆粒物,并且通過研究沙塵暴的起源、傳輸途徑、時空分布特點,能有效對沙塵暴進行預報、監測,采取相宜的措施阻斷沙塵暴的傳播路徑,有效降低沙塵暴造成的災害程度,同時對環境的保護提出積極的措施。

    3.用于氣象偵測

    利用激光雷達進行氣象偵測,可提高天氣預報的準確性。用激光取代無線電波來進行氣象偵測,激光雷達具有測量跟蹤不含任何微粒的風的能力,可以監視大型天氣系統,對其移動方向做出準確的預測,能進行長期的天氣預報，這將對工農業生產、人民生活帶來深遠影響。

    4.用于交通管制

    激光雷達用于港口的交通管理具有相當的優越性,用掃描激光雷達可以描繪出港口和船只來往的高分辨率圖像,提供顯示和觀測,再把海面航道疊加在顯示器上,從而顯示出船只的來往情況。船艦上裝配有無線電通信設備,當發現一只船已偏航,可能與其他船發生碰撞時,交通管理中心會向這艘船發出指令信號,使它回歸原來的航向,從而減少了海上事故的發生。

    激光雷達在公路交通管理中也發揮重要作用。“遠程”雷達可用于確定后面車輛的時速,在并道或拐彎時,駕駛員就可憑此判斷是否需要減速。交通管理部門已經把這種技術應用于高速公路的監視中,可以借此看到公路上的車流量和擁堵情況以及行駛中的各種車輛的大小。另外,激光雷達與數字計算機相結合可應用于空中交通管制,會提高分辨率和數據率,顯著改善機場的技術工作。

    5.用于醫學方面

    激光雷達技術在醫學方面有很多應用，譬如，光學低相干斷層掃描，這個技術起源于激光反射儀在眼科中研究眼睛結構的三維復原方面的廣泛應用，實現對血管的三維內窺鏡研究，擴展到多普勒三維測速儀。再比如，美國一個國家實驗室開發出了一種集成激光和雷達系統的系統，這種系統可以減輕燒傷病人的痛苦。研究人員希望這種同頻連續波激光雷達映射系統，可以從病人身體上去除壞死的皮膚和肌肉。這種新系統可以對燒傷病人的體表組織進行三維的激光雷達定位探測，以確定損害程度。利用探測定位結果，激光可以自動除去壞死的組織以利于新組織生長。

    二、激光雷達的價格

    2017年激光雷達的價格375美元，2018年降到175美元，預計未來三年，激光雷達的售價會逐步降到100美元，這將為量產車使用激光雷達鋪平道路。

激光雷達的價格下降

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    激光雷達2020年市場規模有望超100億。預計激光雷達受益于技術提升及產能提升，2020年單只激光雷達成本有望達到400元，以整車安裝2－4個激光雷達（前后探測距離）測算，對應整車成本為800－1600元。按照2020年前裝市場25％滲透率、后裝市場5％滲透率估算，中國市場規模有望近200億。

    二、激光雷達的發展趨勢

    由于激光雷達是一種代價小、效果好、使用范圍廣的遙感手段，相信將來會應用得更為廣泛。激光雷達固態化是未來趨勢，存在小型化、低成本優勢。固態激光雷達無需旋轉部件，因而體積更小，方便集成在車身內部，并且系統可靠性提升，成本也可大幅降低。因此激光雷達有向固態發展的趨勢。

    1、發揮功能日趨多樣

    隨著激光雷達的發展，其測量范圍已從最初的利用米散射信號探測大氣氣溶膠分布，發展為可用于溫度、風場、氣體成分等多領域的探測。通過利用多通道探測，可實現一臺激光雷達系統同時探測水汽混合比和氣溶膠參數等多種大氣參數。多波長激光雷達可測量氣溶膠在多個波長上的消光系數和后向散射系數，進而反演出氣溶膠的復折射率和粒子譜分布。

    2、搭載平臺日趨多元

    地基單點固定式激光雷達對于研究和統計分析一些重要大氣成分的變化規律具有重要價值，而將激光雷達搭載在多種移動式平臺上，更能發揮出激光雷達的作用。車載式激光雷達，機動性高，轉移觀測場地更加便捷，便于應對突發事件的探測需要。機載式激光雷達可以進行較大范圍的移動觀測，并且便于對云層進行實驗探測。星載激光雷達能夠進行全球范圍內重要大氣參數的主動遙感。米散射氣溶膠激光雷達、二氧化碳差分吸收激光雷達、多普勒測風激光雷達等將在不久的未來應用于全球衛星遙感觀測。

    3、商業應用范圍更加廣闊

    激光雷達能夠監測多種重要大氣成分和參量的時空分布，具有測量距離遠、時空分辨率高、探測成本低和能夠連續自動觀測的特點，具備其它探測方式無法替代的作用，在氣象觀測、大氣環境監測和風場測量等民用領域日益受到重視，因此其應用市場廣闊。目前，單波長米散射激光雷達、探測污染氣體的差分吸收激光雷達，及測風激光雷達已經成功實現商品化。隨著激光的效率越來越高，而且也更小巧、更便宜，這為汽車以及無人機提供了潛在應用，在自動駕駛汽車方面的應用可能是激光雷達最為廣泛的商業應用。

    總之，隨著激光雷達行業技術的不斷發展，激光雷達行業的應用領域將越來越廣泛，激光雷達的市場規模仍將保持高速上漲。2017年，中國激光雷達市場規模達到2.13億元。但是，與發達國家相比，中國激光雷達行業發展相對落后，在技術以及應用領域的推廣方面還需要進一步提升和擴大，這也為我國繁榮激光雷達發展提供了前進的動力和方向。