激光雷达,也称光学雷达(LIght Detection And Ranging)是激光探测与测距系统的简称,它通过测定传感器发射器与目标物体之间的传播距离,分析目标物体表面的反射能量大小、反射波谱的幅度、频率和相位等信息,从而呈现出目标物精确的三维结构信息。自上世纪60年代激光被发明不久,激光雷达就大规模发展起来。而测距原理上目前主要以飞行时间(time of flight)法为主,利用发射器发射的脉冲信号和接收器接受到的反射脉冲信号的时间间隔来计算和目标物体的距离。园区巡逻借助激光雷达协助车辆,自主巡查维护秩序。觅道Mid-360激光雷达制造商

点频,即周期采集点数,因为激光雷达在旋转扫描,因此水平方向上扫描的点数和激光雷达的扫描频率有一定的关系,扫描越快则点数会相对较少,扫描慢则点数相对较多。一般这个参数也被称为水平分辨率,比如激光雷达的水平分辨率为 0.2°,那么扫描的点数为 360°/0.2°=1800,也就是说水平方向会扫描 1800 次。那么激光雷达旋转一周,即一个扫描周期内扫描的点数为 1800*64=115200。比如禾赛 64 线激光雷达,扫描频率为 10Hz 的时候水平角分辨率为 0.2°,在扫描频率为 20Hz 的时候角分辨率为 0.4°(扫描快了,分辨率变低了)。输出的点数和计算的也相符合 1152000 pts/s。上海四探头激光雷达设备航空测绘依靠激光雷达获取数据,服务城市规划建设。

LiDAR 技术的其它应用,LiDAR 的应用范围普遍而多样。在大气科学中,LiDAR已被用于检测多种大气成分。已经应用于表征大气中的气溶胶,研究高层大气风,剖面云,帮助收集天气数据,以及其它许多应用场合。在天文学中,LiDAR已被用于测量距离,包括远距离物体(例如月球)和近距离物体。实际上,LiDAR是将地月距离测量的精度提高到毫米级的关键设备。LiDAR还在天文学应用中用于建立导星。在考古学中,LiDAR已被用于绘制茂密森林树冠下的古代交通系统地图。
反射强度,LiDAR 返回的每个数据中,除了根据速度和时间计算出的反射强度其实是指激光点回波功率和发射功率的比值。而激光的反射强度根据现有的光学模型,可以较好的刻画为以下模型。我们可以看到,激光点的反射率和距离的平方成反比,和物体的入射角成反比。入射角是入射光线与物体表面法线的夹角。时间戳和编码信息,LiDAR 通常从硬件层面支持授时,即有硬件 trigger 触发 LiDAR 数据,并支持给这一帧数据打上时间戳。通常会提供支持三种时间同步接口,IEEE 15882008同步,遵循精确时间协议,通过以太网对测量以及系统控制实现精确的时钟同步。隧道施工借助激光雷达监测变形,保障工程施工安全。

工作原理,相控阵雷达发射的是电磁波,OPA(Optical Phase Array的简称,即光学相控阵)激光雷达发射的是光,而光和电磁波一样也表现出波的特性,所以原理上是一样的。波与波之间会产生干涉现象,通过控制相控阵雷达平面阵列各个阵元的电流相位,利用相位差可以让不同的位置的波源会产生干涉(类似的是两圈水波相互叠加后,有的方向会相互抵消,有的会相互增强),从而指向特定的方向,往复控制便得以实现扫描效果。利用光的相干性质,通过人为控制相位差实现不同方向的光发射效果;我们知道光和电磁波一样也表现出波的特性,因此同样可以利用相位差控制干涉让激光“转向”特定的角度,往复控制实现扫描效果。激光雷达在安防领域实现了对入侵者的快速识别和追踪。天津四探头激光雷达批发
激光雷达在气象观测中用于监测大气流动和降水情况。觅道Mid-360激光雷达制造商
LiDAR还能够用于确定测量目标的速度。这可以通过多普勒方法或快速连续测距来实现。例如,可以使用LiDAR系统测量风速和车速。另外,LiDAR系统能够用于建立动态场景的三维模型,这是自动驾驶中会遇到的情形。这可以通过多种方式来实现,通常使用的是扫描的方式。LiDAR 技术中的挑战,在可实现的LiDAR系统中存在一些众所周知的挑战。这些挑战根据LiDAR系统的类型有所不同。以下是一些示例:隔离和抑制发射光束的信号——探测光束的辐射亮度通常远大于回波光束。必须注意确保探测光束不会被系统自身反射或散射回接收器,否则探测器将会因为饱和而无法探测外部目标。觅道Mid-360激光雷达制造商