激光雷达工作原理、应用及人眼安全认证

一、激光雷达工作原理

激光雷达（LiDAR，Light Detection and Ranging）是一种通过发射激光束并接收其反射信号来探测目标物体的距离、速度及三维形貌的遥感技术。其核心工作原理如下：

激光发射：激光雷达系统发射短脉冲或连续激光束（通常波长在905nm或1550nm），光束遇到目标物体后发生反射。

信号接收：接收器（如APD或SPAD传感器）捕捉反射回来的激光信号，并记录激光往返时间（Time of Flight, ToF）。

数据处理：通过计算激光发射和接收的时间差，结合光速（约3×10⁸ m/s），可精确计算目标物体的距离（d = c × t / 2）。

三维建模：通过多线束扫描或面阵成像，结合机械旋转或固态扫描方式，激光雷达可构建高精度三维点云数据，广泛应用于自动驾驶、测绘、机器人等领域。

激光雷达按扫描方式可分为：

机械式激光雷达：通过旋转镜片实现360°扫描，精度高但成本较高。

固态激光雷达（Flash LiDAR、MEMS、OPA）：无机械运动部件，体积小、寿命长，适用于车载和消费电子。

二、激光雷达探测距离

激光雷达的探测距离受多种因素影响，包括：

激光功率：功率越高，探测距离越远，但需符合人眼安全标准（如IEC 60825-1）。

波长：1550nm激光比905nm穿透性更强，且对人眼更安全，适用于远距离探测（如200m以上）。

目标反射率：高反射率物体（如交通标志）比低反射率物体（如黑色路面）更容易被探测。

环境条件：雾、雨、雪等天气会散射激光，降低有效探测距离。

目前主流车载激光雷达探测距离在50-300m之间，而测绘级激光雷达（如机载LiDAR）可达数公里。

三、激光雷达特点

相比毫米波雷达和摄像头，激光雷达具有以下优势：

高精度：测距精度可达厘米级，远高于毫米波雷达。

高分辨率：可生成密集点云，实现物体精细识别。

抗干扰强：不受环境光影响，夜间仍可稳定工作。

三维感知：直接获取深度信息，适用于自动驾驶避障和SLAM（同步定位与建图）。

但激光雷达也存在成本较高、受极端天气影响等挑战。

四、激光雷达的应用场景

激光雷达已广泛应用于多个领域：

自动驾驶：国内众多车企采用激光雷达实现L3-L4级自动驾驶。

测绘与地理信息系统（GIS）：用于地形测绘、城市建模、林业监测等。

机器人导航：AGV、服务机器人依赖激光雷达进行避障和路径规划。

智慧交通：车路协同（V2X）中用于交通流量监测和智能信号灯控制。

安防与工业检测：用于周界防护、无人机巡检等。

五、激光雷达全球市场规模

根据2025年最新市场调研数据（Yole Intelligence、麦肯锡等机构统计）：

2024年全球激光雷达市场规模约45亿美元，预计2030年将突破200亿美元，年复合增长率（CAGR）超25%。

车载激光雷达占据最大份额，L3+自动驾驶推动需求增长。

中国是全球最大激光雷达市场，速腾聚创、禾赛科技等企业占据重要市场份额。

六、激光雷达人眼安全认证（IEC 60825-1）

激光属于高能光束，不当使用可能对人眼造成伤害。因此，激光雷达必须符合国际安全标准，如：

IEC 60825-1（国际电工委员会标准）

FDA 21 CFR 1040.10（美国激光产品安全标准）

GB/T 7247.1（中国国家标准）

1.1 认证内容

激光辐射等级分类：Class 1（安全）、Class 1M、Class 2/2M、Class 3R/3B、Class 4（危险）。

波长与功率限制：905nm激光需严格控制脉冲能量，1550nm因角膜吸收率高，允许更高功率。

测试项目：包括辐射功率、脉冲宽度、发散角、可达发射极限（AEL）等。

1.2 认证意义

确保产品安全：避免激光对驾驶员、行人或操作人员造成视网膜损伤。

符合法规要求：未通过认证的激光雷达无法进入欧美、中国市场。

提升市场竞争力：认证产品更受车企和消费者信赖。

七、华南地区专业激光检测与认证服务

作为华南地区领先的激光产品检测和认证机构，我司提供：

1.1 激光雷达光束性能检测

激光雷达波长检测

激光雷达功率检测

激光雷达发散角检测等

1.2 激光雷达人眼安全认证

IEC 60825-1 / GB 7247.1 认证

FDA激光安全检测

欧盟CE认证（EN 60825-1）

中国GB认证（GB/T7247.1）

我们的优势：

服务周期短、效率高，助力企业快速上市

检测设备先进，数据精准可靠

经验丰富，已为多家激光雷达厂商提供认证服务

一站式解决方案，涵盖测试、认证及法规咨询

激光雷达作为自动驾驶和智能感知的核心传感器，其技术发展和安全认证至关重要。企业在研发激光雷达产品时，需严格遵循人眼安全标准，并通过专业检测确保合规性。

如需激光雷达光束性能测试或安全认证服务，欢迎联系我们的技术团队，我们将为您提供高效、可靠的解决方案。