激光雷達(dá)LiDAR(LightLaser Detection and Ranging)

是激光探測(cè)及測(cè)距系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱(chēng)。用激光器作為輻射源的雷達(dá)。激光雷達(dá)是激光技術(shù)與雷達(dá)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物 。由發(fā)射機(jī) 、天線(xiàn) 、接收機(jī) 、跟蹤架及信息處理等部分組成。發(fā)射機(jī)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)諧的固體激光器等；天線(xiàn)是光學(xué)望遠(yuǎn)鏡；根據(jù)聲波的發(fā)射和接收方式，聲納可分為主動(dòng)式和被動(dòng)式，可對(duì)水中目標(biāo)進(jìn)行警戒、搜索、定性和跟蹤。接收機(jī)采用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(jiàn)光多元探測(cè)器件等。激光雷達(dá)采用脈沖或連續(xù)波2種工作方式，探測(cè)方法分直接探測(cè)與外差探測(cè)。

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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(lái)，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(mén)普及。但是攝影測(cè)量的工作流程基本上沒(méi)有太大的變化，如航空攝影-攝影處理-地面測(cè)量(空中三角測(cè)量)-立體測(cè)量-制圖(DLG、DTM、GIS及其他)的模式基本沒(méi)有大的變化。這種生產(chǎn)模式的周期太長(zhǎng)，以致于不適應(yīng)當(dāng)前信息社會(huì)的需要，也不能滿(mǎn)足“數(shù)字地球”對(duì)測(cè)繪的要求。在3D打印里面，也有用到激光雷達(dá)的地方，如近期很火的Printoptical3D打印技術(shù)本質(zhì)上是一種“從CAD設(shè)計(jì)到光學(xué)部件”的一站式技術(shù)，其打印出來(lái)的光學(xué)部件不需要進(jìn)行像拋光、研磨和著色這樣的后處理。

LIDAR測(cè)繪技術(shù)空載激光掃瞄技術(shù)的發(fā)展，源自1970年，美國(guó)航天局（NASA）的研發(fā)。因全球定位系統(tǒng)及慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展，使的即時(shí)定位及姿態(tài)確定成為可能。德國(guó)Stuttgart大學(xué)于1988到1993年間將激光掃描技術(shù)與即時(shí)定位定姿系統(tǒng)結(jié)合，形成空載激光掃描儀（Ackermann-19）。之后，空載激光掃瞄儀隨即發(fā)展相當(dāng)快速，約從1995年開(kāi)始商業(yè)化，已有10多家廠(chǎng)商生產(chǎn)空載激光掃瞄儀，可選擇的型號(hào)超過(guò)30種（Baltsavias-1999）。研發(fā)空載激光掃瞄儀的原始目的是觀(guān)測(cè)多重反射（multiple echoes）的觀(guān)測(cè)值，測(cè)出地表及樹(shù)頂?shù)母叨饶Ｐ汀Ｓ捎谄涓叨茸詣?dòng)化及的觀(guān)測(cè)成果用空載激光掃瞄儀為主要的DTM生產(chǎn)工具。激光的特性激光和普通光的根本不同在于激光是一種有很bai高光子簡(jiǎn)并度的光。

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激光雷達(dá)技術(shù)簡(jiǎn)介

激光雷達(dá)技術(shù)是無(wú)人駕駛汽車(chē)和智能駕駛的關(guān)鍵核心技術(shù)之一，因測(cè)距精度高、方向性強(qiáng)、響應(yīng)快、不受地面雜波影響等優(yōu)勢(shì)，且能有效提供車(chē)輛決策與控制系統(tǒng)所需之信息，成為目前無(wú)人駕駛和智能駕環(huán)境感測(cè)有效方案。激光雷達(dá)是導(dǎo)航、定位、避障必不可少的核心傳感部件。激光雷達(dá)需要高精度，高均勻性的激光脈沖陣列作為探測(cè)光源，但需要更高的激光功率和探測(cè)精度。因此在激光雷達(dá)中，微光學(xué)模組更是必不可少的核心組件。具體來(lái)說(shuō)，激光射向這塊類(lèi)似陀螺一樣旋轉(zhuǎn)的反光鏡就行，反光鏡通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)激光方向的控制。

近年來(lái)，隨著技術(shù)的進(jìn)步，激光雷達(dá)的應(yīng)用領(lǐng)域也在逐漸擴(kuò)大，不僅在環(huán)保、農(nóng)業(yè)、海洋和測(cè)繪等領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用，在機(jī)器人、無(wú)人駕駛、智能裝備、智能家居等領(lǐng)域也顯示出良好的應(yīng)用前景，再加上國(guó)家對(duì)這些高新技術(shù)的支持，我國(guó)激光雷達(dá)行業(yè)將迎來(lái)蓬勃發(fā)展。經(jīng)過(guò)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。

激光雷達(dá)的原理與結(jié)構(gòu)

與雷達(dá)原理相似，激光雷達(dá)使用的技術(shù)是飛行時(shí)間（TOF， Time of Flight）。具體而言，就是根據(jù)激光遇到障礙物后的折返時(shí)間，計(jì)算目標(biāo)與自己的相對(duì)距離。激光光束可以準(zhǔn)確測(cè)量視場(chǎng)中物體輪廓邊沿與設(shè)備間的相對(duì)距離，這些輪廓信息組成所謂的點(diǎn)云并繪制出3D環(huán)境地圖，精度可達(dá)到厘米級(jí)別，從而提高測(cè)量精度。du光子簡(jiǎn)并度可以理解為具有相同模式（或波型）的光子數(shù)目，即具有相同狀態(tài)的光子數(shù)目。

想象一下，當(dāng)發(fā)出光脈沖時(shí)啟動(dòng)秒表，然后當(dāng)光脈沖返回時(shí)停止計(jì)時(shí)器。通過(guò)測(cè)量激光的“飛行時(shí)間”，并且知道脈沖行進(jìn)的速度，就可以計(jì)算距離。光以每秒30萬(wàn)千米的速度傳播，因此需要非常高精度的設(shè)備來(lái)產(chǎn)生關(guān)于距離的數(shù)據(jù)。