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激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号(激光束)然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较,作适当处理后,就可获得目标的有关信息,如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数,从而对目标进行探测、跟踪和识别。当前，随着市场应用的不断加大，对于AGV的要求也越来越高，传统的导航方式已经难以满足大众需求，因此激光雷达导航技术在AGV应用兴起。

激光雷达是高度定向的。高相干性、气象场强烈的单色性和发展。它可用于检测气溶胶、机载云、海洋和平流层风场、温室气体、温度和湿度变化等，提供准确的实时数据，为航空飞行提供支持，提供天气预报天气预报和大气模型建模基于数据，它为气候变化碳循环的研究和预测提供指导。例如，为了检测可吸入颗粒物质和云气溶胶浓度，可以使用反向散射激光雷达;测量风切变、风速在海洋风场、平流层风场，多普勒激光雷达可用于观测温室气体和污染对于气体的浓度和分布，可以使用差分吸收雷达。

激光雷达基本原理

激光雷达可以、高准确度地获取目标的距离、速度等信息或者实现目标成像。如图1所示是激光雷达的发射和接收在同一系统中的工作原理。激光通过扫描器单元形成光束角度偏转，光束与目标作用形成反射/散射的回波。当接收端工作时，可产生原路返回的回波信号光子到达接收qi，接收端通过光电探测器形成信号接收，经过信号处理得到目标的距离、速度等信息或实现三维成像。可见，光束扫描器和探测系统的实现方式便是研究重点，需求从机械式向小型化全固态方向发展。

机械式激光雷达

机械式激光雷达存在精密装配困难、系统庞大等缺点，目前价格仍然居高不下。为了突破这一缺陷，研究者们提出了诸多的解决方案。20世纪90年始出现Flash 3D成像激光雷达，也出现了通过液晶实现的光学相控阵结构，21世纪初出现了MEMS类型的激光雷达组件，迄今各种方案竞相追逐，不断发展。MEMS器件作为机械式向固态LiDAR过渡的解决方案，具有一定程度的小型化、响应速度较快的特点，且MEMS功能性结构能够忍受热压，因此可以承受相对较高的激光能量，但是由于MEMS结构单元尺寸较大，存在机械振动、旋转，受环境因素影响较大。针对全固态激光雷达发展需求，Flash激光雷达可对目标一次照射成像，成像质量终取决于面阵探测器的性能，但是数据庞大，一次成像速度较慢。液晶光学相控阵器件在空间光调制器领域商业化应用成熟，具有全固态、便宜、可制作等特点，但是响应速度较慢、光束可偏转角度较小。数十年来，集成光波导相控阵芯片作为全固态、小型化LiDAR有潜力的解决方案得到了广泛的研究，硅基光学相控阵激光雷达具有CMOS兼容的特点，价格便宜，但是热光效应的扫描速度仍有待提升，可以采用硅基等离子体色散效应的相位调制器来满足更高