激光雷達(dá)的工作原理

激光雷達(dá)的工作原理是利用可見和近紅外光波（多為950nm波段附近的紅外光）發(fā)射、反射和接收來探測(cè)物體。激光雷達(dá)可以探測(cè)白天或黑夜下的特定物體與車之間的距離。由于反射度的不同，也可以區(qū)分開車道線和路面，但是無法探測(cè)被遮擋的物體、光束無法達(dá)到的物體，在雨雪霧天氣下性能較差。

激光雷達(dá)在無人駕駛運(yùn)用中擁有兩個(gè)核心作用。3D建模進(jìn)行環(huán)境感知。通過雷射掃描可以得到汽車周圍環(huán)境的3D模型，運(yùn)用相關(guān)算法比對(duì)上一幀和下一幀環(huán)境的變化可以較為容易的探測(cè)出周圍的車輛和行人。

面陣激光雷達(dá)介紹

如果把激光雷達(dá)對(duì)物體成像比作盲人摸象，傳統(tǒng)的單點(diǎn)掃描激光雷達(dá)就像用一個(gè)手指頭去觸碰物體，要觸碰很多次才能對(duì)物體有一個(gè)整體的印象。

面陣激光雷達(dá)不同，面陣三維成像激光雷達(dá)就好像給盲人重新?lián)Q上了一雙眼睛，可以快速感知物體。

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激光雷達(dá)原理

與雷達(dá)工作原理類似，激光雷達(dá)通過測(cè)量激光信號(hào)的時(shí)間差和相位差來確定距離，但其很大優(yōu)勢(shì)在于能夠利用多譜勒成像技術(shù)，創(chuàng)建出目標(biāo)清晰的 3D 圖像。激光雷達(dá)通過發(fā)射和接收激光束，分析激光遇到目標(biāo)對(duì)象后的折返時(shí)間，計(jì)算出到目標(biāo)對(duì)象的相對(duì)距離，并利用此過程中收集到的目標(biāo)對(duì)象表面大量密集的點(diǎn)的三維坐標(biāo)、反射率和紋理等信息，快速得到出被測(cè)目標(biāo)的三維模型以及線、面、體等各種相關(guān)數(shù)據(jù)，建立三維點(diǎn)云圖，繪制出環(huán)境地圖，以達(dá)到環(huán)境感知的目的。由于光速非常快，飛行時(shí)間可能非常短，因此要求測(cè)量設(shè)備具備非常高的精度。從效果上來講，激光雷達(dá)維度（線束）越多，測(cè)量精度越高，安全性就越高。

激光雷達(dá)的選擇

用于激光雷達(dá)的二維激光掃描儀的激光器所輸出的激光波形有兩種：一種是脈沖式的，另一種是連續(xù)波（continuous wave, CW）。脈沖式的激光器一般是半導(dǎo)體激光器，或用半導(dǎo)體激光器泵浦的Nd-YAG (neodymium-doped yttrium aluminium garnet, Nd:Y3Al5O12)激光器。他們的特點(diǎn)是輸出的功率大，峰值功率可達(dá)到幾MW。Optech和萊卡公司使用的是Nd-YAG激光器，波長(zhǎng)為1064 nm，安全等級(jí)為IV級(jí)。安全等級(jí)為I級(jí)的激光器即使在面對(duì)面使用是也不會(huì)對(duì)人眼和動(dòng)物的眼睛造成傷害。