激光雷達(dá)的作用

是能測(cè)量目標(biāo)位置(距離和角度)、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(速度、振動(dòng)和姿態(tài))和形狀,探測(cè)、識(shí)別、分辨和跟蹤目標(biāo)。經(jīng)過多年努力,科學(xué)家們已研制出火控激光雷達(dá)、偵測(cè)激光雷達(dá)、制導(dǎo)激光雷達(dá)、靶場(chǎng)測(cè)量激光雷達(dá)、導(dǎo)航激光雷達(dá)等。由于飛行作業(yè)是激光雷達(dá)航測(cè)成圖的道工序,它為后續(xù)內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理提供直接起算數(shù)據(jù)。按照測(cè)量誤差原理和制定“規(guī)范”的基本原則,都要求前一工序的成果所包含的誤差,對(duì)后一工序的影響應(yīng)為。因此,通過研究機(jī)載激光雷達(dá)作業(yè)流程,優(yōu)化設(shè)計(jì)作業(yè)方案來提高數(shù)據(jù)質(zhì)量,是非常有意義的?？偨Y(jié)：傳統(tǒng)激光雷達(dá)產(chǎn)品短期內(nèi)還難以擺脫高成本的制約，這樣一來價(jià)格優(yōu)勢(shì)更加明顯的固態(tài)激光雷達(dá)，無疑是各大廠商更好的選擇。

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激光雷達(dá)的方法及步驟

1.激光雷達(dá)，是以發(fā)射激光束探測(cè)目標(biāo)的位置、速度等特征量的雷達(dá)系統(tǒng)。其工作原理是向目標(biāo)發(fā)射探測(cè)信號(hào)(激光束),然后將接收到的從目標(biāo)反射回來的信號(hào)(目標(biāo)回波)與發(fā)射信號(hào)進(jìn)行比較,作適當(dāng)處理后,就可獲得目標(biāo)的有關(guān)信息,如目標(biāo)距離、方位、高度、速度、姿態(tài)、甚至形狀等參數(shù)。激光雷達(dá)的廣泛發(fā)展北京隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)及高新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，數(shù)字立體攝影測(cè)量也逐漸發(fā)展和成熟起來，并且相應(yīng)的軟件和數(shù)字立體攝影測(cè)量工作站已在生產(chǎn)部門普及。

2.用激光器作為發(fā)射光源，采用光電探測(cè)技術(shù)手段的主動(dòng)遙感設(shè)備。激光雷達(dá)是激光技術(shù)與現(xiàn)代光電探測(cè)技術(shù)結(jié)合的先進(jìn)探測(cè)方式。由發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng) 、信息處理等部分組成。發(fā)射系統(tǒng)是各種形式的激光器，如二氧化碳激光器、摻釹釔鋁石榴石激光器、半導(dǎo)體激光器及波長(zhǎng)可調(diào)諧的固體激光器以及光學(xué)擴(kuò)束單元等組成；機(jī)載激光雷達(dá)是一種安裝在飛機(jī)上的機(jī)載激光探測(cè)和測(cè)距系統(tǒng)，可以量測(cè)地面物體的三維坐標(biāo)。接收系統(tǒng)采用望遠(yuǎn)鏡和各種形式的光電探測(cè)器，如光電倍增管、半導(dǎo)體光電二極管、雪崩光電二極管、紅外和可見光多元探測(cè)器件等組合。激光雷達(dá)采用脈沖或連續(xù)波2種工作方式，探測(cè)方法按照探測(cè)的原理不同可以分為米散射、瑞利散射、拉曼散射、布里淵散射、熒光、多普勒等激光雷達(dá)。

3.激光本身具有非常的測(cè)距能力，其測(cè)距精度可達(dá)幾個(gè)厘米，而LIDAR系統(tǒng)的度除了激光本身因素，還取決于激光、GPS及慣性測(cè)量單元(IMU)三者同步等內(nèi)在因素。隨著商用GPS及IMU的發(fā)展，通過LIDAR從移動(dòng)平臺(tái)上獲得的數(shù)據(jù)已經(jīng)成為可能并被廣泛應(yīng)用。激光雷達(dá)分類一般來說，按照現(xiàn)代的激光雷達(dá)的概念，常分為以下幾種:1、按激光波段分，有紫外激光雷達(dá)、可見激光雷達(dá)和紅外激光雷達(dá)。

4.通過激光雷達(dá)獲取到三維點(diǎn)去數(shù)據(jù)后。進(jìn)行點(diǎn)云分離，然后進(jìn)行聚類，一般都是通過計(jì)算相鄰兩個(gè)激光點(diǎn)間的距離來決定是否屬于同一類。聚類完之后進(jìn)行障礙物識(shí)別。識(shí)別也障礙物之后，進(jìn)行前后兩頻對(duì)比，可以識(shí)別是靜態(tài)障礙物還是動(dòng)態(tài)障礙物。動(dòng)態(tài)障礙物也可以計(jì)算出運(yùn)動(dòng)速度等。結(jié)合無人駕駛汽車當(dāng)前的位置信息，計(jì)算出避障所需的安全距離，達(dá)到壁障功能。在輔助定位方面，可以利用點(diǎn)云掃描結(jié)果提取feature，并與高精地圖的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比匹配，從而獲取的物理位置。

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激光成像雷達(dá)又是如何將被探測(cè)對(duì)象顯示給觀察者的呢

下面簡(jiǎn)略地介紹它們的工作原理：

就的激光成像雷達(dá)而言，首先，

激光器發(fā)射具有一定峰值功率的光脈沖，通過一個(gè)掃描光學(xué)系統(tǒng)，這個(gè)光學(xué)系統(tǒng)一方面能對(duì)激光光束準(zhǔn)直，也就是把光源發(fā)射的激光的束散角按要求修正成需要的光束形狀，而且在一定空間范圍內(nèi)按一定規(guī)律掃描。掃描器每掃到一定位置，就發(fā)射光脈沖，并幾乎同時(shí)接收目標(biāo)返回的回波脈沖。激光發(fā)射方式(機(jī)械/固態(tài))：傳統(tǒng)的采用機(jī)械旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)，機(jī)械旋轉(zhuǎn)容易導(dǎo)致磨損使得激光雷達(dá)的使用壽命有限。每個(gè)回波脈沖應(yīng)該攜帶了目標(biāo)的信息，例如，對(duì)靜止的目標(biāo)，攜帶的目標(biāo)被照射點(diǎn)的距離信息，還有就是由目標(biāo)反射特性等因素決定的反映在回波強(qiáng)度上的目標(biāo)信息。如果是運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，還可以提取目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度等信息。目標(biāo)的方位信息是由掃描器的瞬時(shí)位置決定的。

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激光雷達(dá)未來發(fā)展趨勢(shì)

盡管目前車載激光雷達(dá)的主流仍然是機(jī)械式激光雷達(dá)，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)而言，它終究難以滿足自動(dòng)駕駛普及提出的大規(guī)模、低成本、車規(guī)級(jí)需求。因此，固態(tài)激光雷達(dá)順理成章地接過了這一棒，成為了車載激光雷達(dá)的下一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。需要考慮特定波長(zhǎng)的激光產(chǎn)品在完全工作時(shí)間內(nèi)的激光輸出功率，即激光輻射的安全性是波長(zhǎng)、輸出功率，和激光輻射時(shí)間的綜合作用的結(jié)果?？梢灶A(yù)見的是，激光雷達(dá)固態(tài)化、小型化、低成本化是大勢(shì)所趨。

總結(jié)：傳統(tǒng)激光雷達(dá)產(chǎn)品短期內(nèi)還難以擺脫高成本的制約，這樣一來價(jià)格優(yōu)勢(shì)更加明顯的固態(tài)激光雷達(dá)，無疑是各大廠商更好的選擇。未來激光雷達(dá)將朝著固態(tài)化、小型化、低成本化的趨勢(shì)發(fā)展，只有這樣低成本的激光雷達(dá)，我們才能更早的普及自動(dòng)駕駛汽車。

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