无人驾驶是汽车发展的终极方向,包括Google、百度等互联网企业和奥迪、宝马等传统汽车生产商都在大力发展全自动或半自动的智能驾驶技术。无人驾驶技术中最为基础和重要的是环境感知技术,由于激光雷达具有方向性好、抗干扰强、精度高等特点,激光雷达是目前公认的最为安全和精确的环境感知手段。但是目前市场上主流的车载导航型激光雷达,包括Velodyne的64线、32线、16线激光雷达和IBeo的8线和4线激光雷达,产品的成本都较高,所以对于低成本激光雷达的研究有非常重要的意义。本论文首先研究了车载激光雷达国内外现状,分析主流车载导航型激光雷达的性能指标和成本并进行对比,从中分析车载激光雷达提升性能和降低成本的关键点;然后根据导航型车载激光雷达的应用场景研究多线激光雷达的性能指标,提出一种多线激光雷达光机顶层方案;接着对于激光雷达中的测距光机部分进行参数设计和光学设计,分析测距模块中降低成本的关键点并提出优化方案;然后针对扫描光机部分进行研究,提出新型混合固态扫描方案,对于该方案的性能进行建模和仿真分析;最后通过一定的实验与仿真结果进行对比来论证研究的正确性。通过对于主流激光雷达的成本构成的分析,发现降低激光雷达成本的方式有避免使用APD阵列、减少APD数量、光机系统优化设计和扫描方式优化设计等;在顶层方案设计中采用两激光器、单APD和双面棱锥转镜的设计方式,理论上该方案相比指标相近的激光雷达能够提升性能、降低成本;在测距模块中分别对于激光器、APD、快慢轴准直镜、光纤耦合镜、光纤后发射镜和接收镜进行参数设计和通过zemax软件进行光学设计,通过分析模块中成本构成,确定成本降低关键在于快轴准直镜,分别对于快轴准直镜的单球面、非球面、两片球面柱透镜组合三种方式进行设计和仿真分析,发现两片柱透镜组合的效率达到原非球面柱透镜方案的80%左右;在扫描模块中提出一种新型多子镜阵列的扫描方式来替代单转镜的方式,通过对于新型混合固态扫描和原扫描的功耗建模和性能建模,分析得到该新型扫描相比原扫描扫描角度下降15°左右,但是成本和体积可以下降很多,此外还分析了扫描模块主要参数对于性能的影响;最后,在实验中对于本文光机系统的测距性能进行了验证,并且分别对于快轴准直镜的三种方案进行了对比性实验,实验结果与仿真结果相近。