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激光雷達的作用

是能測量目標(biāo)位置(距離和角度)、運動狀態(tài)(速度、振動和姿態(tài))和形狀,探測、識別、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、偵測激光雷達、制導(dǎo)激光雷達、靶場測量激光雷達、導(dǎo)航激光雷達等。由于飛行作業(yè)是激光雷達航測成圖的道工序,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,對后一工序的影響應(yīng)為。因此,通過研究機載激光雷達作業(yè)流程,優(yōu)化設(shè)計作業(yè)方案來提高數(shù)據(jù)質(zhì)量,是非常有意義的。激光雷達在各領(lǐng)域的作用除了在移動機器人中使用，激光雷達在無人駕駛領(lǐng)域的作用也同樣重要，但有區(qū)別于機器人領(lǐng)域的是：在無人駕駛中主要以多線激光雷達為主，幫助車輛進行自主感知道路環(huán)境，自動規(guī)劃行車路線，并控制車輛到達預(yù)定的目標(biāo)。

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激光雷達這么多參數(shù)，應(yīng)該關(guān)注什么指標(biāo)？

1、測量速度

一般通過激光脈沖的發(fā)射頻率來體現(xiàn)，例如RIEGL的VUX-1UAV其激光發(fā)射頻率為550 000點/秒，而mini VUX-1UAV 是100 000點/秒。

2、測量精度

它指測量一定數(shù)量后得出的真實值，是與真實一致性的度，重復(fù)精度也叫再現(xiàn)性或可重復(fù)性，是用于表示多次測量得到同一結(jié)果的可能性的量。一般測繪級的激光傳感器測量精度都在1cm左右。

3、視場角

視場角=激光束的掃描角，指激光束通過掃描裝置所能達到的角度范圍，而有效視場角一般還會與實際作業(yè)時的航高、有效測量距離有關(guān)。雖然很多激光傳感器的水平視場角是360°的，我們實際應(yīng)用時一般只會用到90°-120°。

激光雷達的原理與結(jié)構(gòu)

與雷達原理相似，激光雷達使用的技術(shù)是飛行時間（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間，計算目標(biāo)與自己的相對距離。激光光束可以準(zhǔn)確測量視場中物體輪廓邊沿與設(shè)備間的相對距離，這些輪廓信息組成所謂的點云并繪制出3D環(huán)境地圖，精度可達到厘米級別，從而提高測量精度。對旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的激光雷達來說，關(guān)鍵技術(shù)之一是導(dǎo)電滑環(huán)，其次是校正工作的自動化問題，校正不能實現(xiàn)自動化，不但產(chǎn)量上不去，產(chǎn)品的一致性也很難保證。

想象一下，當(dāng)發(fā)出光脈沖時啟動秒表，然后當(dāng)光脈沖返回時停止計時器。通過測量激光的“飛行時間”，并且知道脈沖行進的速度，就可以計算距離。光以每秒30萬千米的速度傳播，因此需要非常高精度的設(shè)備來產(chǎn)生關(guān)于距離的數(shù)據(jù)。