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激光雷達(dá)的主要性能指標(biāo)

1.安全等級(jí)：

激光雷達(dá)的安全等級(jí)是否滿足Class1，對(duì)人眼無(wú)害。需要考慮特定波長(zhǎng)的激光產(chǎn)品在完全工作時(shí)間內(nèi)的激光輸出功率，即激光輻射的安全性是波長(zhǎng)、輸出功率，和激光輻射時(shí)間的綜合作用的結(jié)果。

2.輸出參數(shù)：

目標(biāo)的位置(三維)、速度(三維)、方向、時(shí)間戳(某些激光雷達(dá)有)等。

3.激光發(fā)射方式(機(jī)械/固態(tài))：

傳統(tǒng)的采用機(jī)械旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)，機(jī)械旋轉(zhuǎn)容易導(dǎo)致磨損使得激光雷達(dá)的使用壽命有限。固態(tài)激光雷達(dá)主要由三類-Flash 、MEMS、相控陣。Flash 激光雷達(dá)只要有光源，就能用脈沖一次覆蓋整個(gè)視場(chǎng)。多普勒原理是指：若波源或接收波的觀察者相對(duì)于傳播波的媒質(zhì)而運(yùn)動(dòng)，那么觀察者所測(cè)到的頻率不僅取決于波源發(fā)出的振動(dòng)頻率而且還取決于波源或觀察者的運(yùn)動(dòng)速度的大小和方向。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)。MEMS激光雷達(dá)其結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡(jiǎn)單，只要一束激光和一塊反光鏡。具體來(lái)說(shuō)，激光射向這塊類似陀螺一樣旋轉(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。相控陣激光雷達(dá)利用獨(dú)立天線同步形成的微陣列，相控陣可以向任何方向發(fā)送無(wú)線電波，完全省略了“旋轉(zhuǎn)”這一步驟，只需控制每個(gè)天線發(fā)送信號(hào)間的時(shí)機(jī)或陣列，就能控制信號(hào)射向特定位置。

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激光傳感器的應(yīng)用

利用激光的高方向性、高單色性和高亮度等特點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸遠(yuǎn)距離測(cè)量。激光傳感器常用于長(zhǎng)度、距離、振動(dòng)、速度、方位等物理量的測(cè)量，還可用于探傷和大氣污染物的監(jiān)測(cè)等。

激光測(cè)長(zhǎng)

精密測(cè)量長(zhǎng)度是精密機(jī)械制造工業(yè)和光學(xué)加工工業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一。現(xiàn)代長(zhǎng)度計(jì)量多是利用光波的干涉現(xiàn)象來(lái)進(jìn)行的，其精度主要取決于光的單色性的好壞。激光是的光源，它比以往的單色光源（-86燈）還純10萬(wàn)倍。因此激光測(cè)長(zhǎng)的量程大、精度高。

激光測(cè)距

它的原理與無(wú)線電雷達(dá)相同，將激光對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射出去后，測(cè)量它的往返時(shí)間，再乘以光速即得到往返距離。由于激光具有高方向性、高單色性和高功率等優(yōu)點(diǎn)，這些對(duì)于測(cè)遠(yuǎn)距離、判定目標(biāo)方位、提高接收系統(tǒng)的信噪比、保證測(cè)量精度等都是很關(guān)鍵的，因此激光測(cè)距儀日益受到重視。識(shí)別也障礙物之后，進(jìn)行前后兩頻對(duì)比，可以識(shí)別是靜態(tài)障礙物還是動(dòng)態(tài)障礙物。在激光測(cè)距儀基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的激光雷達(dá)不僅能測(cè)距，而且還可以測(cè)目標(biāo)方位、運(yùn)運(yùn)速度和加速度等，已成功地用于人造的測(cè)距和跟蹤。

激光測(cè)振

它基于多普勒原理測(cè)量物體的振動(dòng)速度。多普勒原理是指：若波源或接收波的觀察者相對(duì)于傳播波的媒質(zhì)而運(yùn)動(dòng)，那么觀察者所測(cè)到的頻率不僅取決于波源發(fā)出的振動(dòng)頻率而且還取決于波源或觀察者的運(yùn)動(dòng)速度的大小和方向。在輔助定位方面，可以利用點(diǎn)云掃描結(jié)果提取feature，并與高精地圖的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比匹配，從而獲取的物理位置。所測(cè)頻率與波源的頻率之差稱為多普勒頻移。

激光測(cè)速

它也是基多普勒原理的一種激光測(cè)速方法，用得較多的是激光多普勒流速計(jì)(見激光流量計(jì))，它可以測(cè)量風(fēng)洞氣流速度、流速、飛行器噴射氣流流速、大氣風(fēng)速和化學(xué)反應(yīng)中粒子的大小及匯聚速度等。

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激光雷達(dá)的測(cè)距方法有哪些呢？

就像大家所熟知的那樣，路程=速度×?xí)r間，激光雷達(dá)的測(cè)距過(guò)程也離不開這個(gè)公式。在空間中，激光的飛行速度是已知的3×108 m/s。現(xiàn)有的激光雷達(dá)測(cè)距方法有很多種，除了直接測(cè)量激光脈沖飛行時(shí)間的方式，還可以通過(guò)對(duì)發(fā)射激光信號(hào)的幅度、頻率等參數(shù)進(jìn)行調(diào)制來(lái)間接的獲取目標(biāo)的距離信息。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)。

利用激光雷達(dá)進(jìn)行距離測(cè)量，針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，我們要對(duì)癥下藥。