3/31/2023，光纖在線訊，激光雷達，是以發(fā)射激光束探測目標的位置、速度等特征量的雷達系統(tǒng)。其工作原理是向目標發(fā)射探測信號（激光束），然后將接收到的從目標反射回來的信號與發(fā)射信號進行比較，作適當處理后，就可獲得目標的有關信息。它由激光發(fā)射，激光接收，信息處理和掃描系統(tǒng)等組成，激光器將電脈沖變成光脈沖發(fā)射出去，光接收機再把從目標反射回來的光脈沖還原成電脈沖，送到顯示器。

1.雷達

 在介紹激光雷達之前，先了解雷達。

雷達，是英文“Radar”的音譯，英文全稱為Radio Detection and Ranging，即無線電探測和測距。

雷達向目標發(fā)射無線電波，通過發(fā)送信號與目標反射信號進行對比，來獲得目標至發(fā)射點距離、距離變化率、方位、高度以及角度等信息。
按照發(fā)射電波的頻率或波長，雷達主要有以下應用：



2.激光雷達

了解了雷達之后，現(xiàn)在開始介紹激光雷達。

激光雷達（英文Lidar），英文全稱為Laser Detecting and Ranging，即激光探測和測距。

最早公開報道提出激光雷達的概念是: 1967年美國國際電話和電報公司提出的，主要用于航天飛行器交會對接，并研制出原理樣機;1978年美國國家航天局馬歇爾航天中心研制成CO2相干激光雷達。

與雷達工作原理類似，激光雷達通過發(fā)射和接收激光束。

通過測量激光信號的時間差和相位差來確定距離，通過水平旋轉掃描來測角度，并根據(jù)這兩個參數(shù)建立二維的極坐標系，再通過獲取不同俯仰角度信號獲得三維中的高度信息。

高頻激光可在一秒內(nèi)獲取大量（約150萬個）的位置點信息（稱為點云），并根據(jù)這些信息進行三維建模。

除了獲得位置信息外，激光信號的反射率可以區(qū)分目標物質(zhì)的不同材質(zhì)。激光雷達的維度（線束）越多，測量精度越高。

由于激光頻率高，波長短，所以可獲得極高的角度、距離和速度分辨率。

距離和速度分辨率高，就意味著可以利用多譜勒成像技術，創(chuàng)建出目標非常清晰的3D圖像，這就是激光雷達最大的優(yōu)勢。

在激光問世的第二年（1961年），就有人提出了激光雷達的設想，在1971年阿波羅15號任務中，美國宇航員使用激光高度計來繪制月球表面，讓大眾認識到激光雷達的準確性和實用性，得到了廣泛的關注。

3.激光雷達工作原理和組成

激光雷達 = 激光發(fā)射+激光接收+信息處理+掃描系統(tǒng)

激光發(fā)射系統(tǒng)：激勵源周期性地驅動激光器，發(fā)射激光脈沖，激光調(diào)制器通過光束控制器控制發(fā)射激光的方向和線數(shù)，最后通過發(fā)射光學系統(tǒng)，將激光發(fā)射至目標物體；

激光接收系統(tǒng)：經(jīng)接收光學系統(tǒng)，光電探測器接受目標物體反射回來的激光，產(chǎn)生接收信號；

信息處理系統(tǒng)：接收信號經(jīng)過放大處理和數(shù)模轉換，經(jīng)由信息處理模塊計算，獲取目標表面形態(tài)、物理屬性等特性，最終建立物體模型。

掃描系統(tǒng)，以穩(wěn)定的轉速旋轉起來，實現(xiàn)對所在平面的掃描，并產(chǎn)生實時的平面圖信息。



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