激光雷達(dá)的工作原理

對人畜無害的紅外光束Light Pluses發(fā)射、反射和接收來探測物體。能探測的對象：白天或黑夜下的特定物體與車之間的距離。甚至由于反射度的不同，車道線和路面也是可以區(qū)分開來的。哪些物體無法探測：光束無法探測到被遮擋的物體。 ↑激光雷達(dá)LiDAR示意圖 車用激光雷達(dá)工作原理就是蝙蝠測距用的回波時(shí)間（Time of Flight，縮寫為TOF）測量方法。激光測距它的原理與無線電雷達(dá)相同，將激光對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射出去后，測量它的往返時(shí)間，再乘以光速即得到往返距離。但要知道光速是每秒30萬公里。要區(qū)分目標(biāo)厘米級別的距離，那對傳輸時(shí)間測量分辨率必須做到1納秒。要如此的測量時(shí)間，因此對應(yīng)的測量系統(tǒng)的成本就很難降到很低，需要使用巧妙的方法降低測量難度。 是不是覺得很高深難懂？我們直接看動畫吧。 ↑激光雷達(dá)LiDAR工作原理 通過旋轉(zhuǎn)的機(jī)械鏡面測量激光發(fā)出和收到回波的時(shí)間差，從而確定目標(biāo)的方位和距離。

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激光雷達(dá)的工作原理與雷達(dá)非常相近，以激光作為信號源，由激光器發(fā)射出的脈沖激光，打到地面的樹木、道路、橋梁和建筑物上，引起散射，一部分光波會反射到激光雷達(dá)的上，根據(jù)激光測距原理計(jì)算，就得到從激光雷達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)的距離，脈沖激光不斷地掃描目標(biāo)物，就可以得到目標(biāo)物上全部目標(biāo)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，用此數(shù)據(jù)進(jìn)行成像處理后，就可得到的三維立體圖像。激光雷達(dá)基本的工作原理與無線電雷達(dá)沒有區(qū)別，即由雷達(dá)發(fā)射系統(tǒng)發(fā)送一個(gè)信號，經(jīng)目標(biāo)反射后被接收系統(tǒng)收集，通過測量反射光的運(yùn)行時(shí)間而確定目標(biāo)的距離。隨后再用飛行時(shí)間（ToF）方法接收相關(guān)數(shù)據(jù)并繪制出激光雷達(dá)周圍的目標(biāo)。至于目標(biāo)的徑向速度，可以由反射光的多普勒頻移來確定，也可以測量兩個(gè)或多個(gè)距離，并計(jì)算其變化率而求得速度，這是、也是直接探測型雷達(dá)的基本工作原理。

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激光雷達(dá)的主要性能指標(biāo)

4、FOV(垂直 水平)：

水平分辨率可以做得很高。一般可以做到0.01度級別。

垂直分辨率為0.1~1度的級別。

5、出點(diǎn)數(shù)：

每秒激光雷達(dá)發(fā)射的激光點(diǎn)數(shù)。激光雷達(dá)的點(diǎn)數(shù)一般從幾萬點(diǎn)至幾十萬點(diǎn)每秒左右。

6、線束：

常見的激光雷達(dá)的線束有：16線、32線、64線等。多線激光雷達(dá)，就是通過多個(gè)激光，通過電機(jī)的旋轉(zhuǎn)形成多條線束的掃描。理論上講，線束越多、越密，對環(huán)境描述就更加充分。

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激光成像雷達(dá)又是如何將被探測對象顯示給觀察者的呢

下面簡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。每個(gè)回波脈沖應(yīng)該攜帶了目標(biāo)的信息，例如，對靜止的目標(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。此外，毫米波導(dǎo)引頭穿透霧、煙、灰塵的能力強(qiáng)，相比于激光雷達(dá)是一大優(yōu)勢。如果是運(yùn)動目標(biāo)，還可以提取目標(biāo)的運(yùn)動速度等信息。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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