激光雷达的功能与声纳非常相似。
声纳系统发射声波，声波向各个方向传播，直到与物体接触，产生回声，回声再返回声源。然后根据回波返回所需的时间，结合已知的声速，计算出该物体的距离。
激光雷达传感器包括一个单束窄带激光器和一个接收系统。
激光器产生并发射光脉冲，击中物体后反射回来，最后由接收器接收。接收器精确测量光脉冲从发射到反射的传播时间。由于光脉冲以光速传播，接收器总是在发出下一个脉冲之前接收到反射的脉冲。由于光速已知，传播时间可以转换成距离的测量值。结合激光器的高度、激光扫描角度、从全球定位系统获得的激光器位置以及从惯性导航系统（INS）获得的激光发射方向，可以精确计算出每个地面光斑的坐标 X、Y、Z。
车载激光雷达系统通过向外发射激光脉冲来绘制环境地图。当脉冲接触到物体或障碍物时，会反射或反弹回激光雷达装置。然后，系统接收到脉冲，并根据从发射脉冲到接收到返回光束之间的时间计算出它与物体之间的距离。
车载激光雷达可以在特定方向上发出激光脉冲点，雷达系统在一次操作中绘制出数百万个点的地图，形成点云，并可利用计算机算法拼凑出汽车、人和其他障碍物的形状。激光雷达还能 360° 连续扫描，以获得周围环境的完整点云地图。在周围环境三维图像中，每个像素不仅包含深度信息，还包含其移动速度。
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