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激光雷达原理
与雷达工作原理类似,激光雷达通过测量激光信号的时间差和相位差来确定距离,但其很大优势在于能够利用多谱勒成像技术,创建出目标清晰的 3D 图像。激光雷达通过发射和接收激光束,分析激光遇到目标对象后的折返时间,计算出到目标对象的相对距离,并利用此过程中收集到的目标对象表面大量密集的点的三维坐标、
广角3D测距雷达
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视频作者:北醒(北京)光子科技有限公司
激光雷达原理
与雷达工作原理类似,激光雷达通过测量激光信号的时间差和相位差来确定距离,但其很大优势在于能够利用多谱勒成像技术,创建出目标清晰的 3D 图像。激光雷达通过发射和接收激光束,分析激光遇到目标对象后的折返时间,计算出到目标对象的相对距离,并利用此过程中收集到的目标对象表面大量密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息,得到出被测目标的三维模型以及线、面、体等各种相关数据,建立三维点云图,绘制出环境地图,以达到环境感知的目的。由于光速非常快,飞行时间可能非常短,因此要求测量设备具备非常高的精度。从效果上来讲,激光雷达维度(线束)越多,测量精度越高,安全性就越高。
激光雷达的工作原理
激光雷达的工作原理与雷达非常相近,以激光作为信号源,由激光器发射出的脉冲激光,打到地面的树木、道路、桥梁和建筑物上,引起散射,一部分光波会反射到激光雷达的上,根据激光测距原理计算,就得到从激光雷达到目标点的距离,脉冲激光不断地扫描目标物,就可以得到目标物上全部目标点的数据,用此数据进行成像处理后,就可得到的三维立体图像。
机械旋转式激光雷达
机械旋转式Lidar的发射和接收模块存在宏观意义上的转动。在竖直方向上排布多组激光线束,发射模块以一定频率发射激光线,通过不断旋转发射头实现动态扫描。
机械旋转Lidar分立的收发组件导致生产过程要人工光路对准,费时费力,可量产性差。目前有的机械旋转Lidar厂商在走芯片化的路线,将多线激光发射模组集成到一片芯片,提高生产效率和量产性,降低成本,减小旋转部件的大小和体积,使其更易过车规。
激光雷达
1) 固体激光雷达。固体激光雷达就是指没有运动部件的激光雷达,也叫作固态激光雷达,如图2所示。它具有结构简单、尺寸小、寿命高、成本低等优点。
2) 气体激光雷达。气体激光雷达以CO2激光雷达为代表。激光脉冲在大气层中行进,一方面被气溶胶散热,另一方面被大气物质吸收,气体激光雷达所提取的信息正是表现为CO2气体对激光脉冲能量的吸收。在激光雷达吸收探测系统中,既利用了气溶胶散热形成的回波,又利用了气体吸收而获得CO2的信息,其吸收信号的强弱反应了CO2浓度的大小。气体激光雷达工作在红外波段,大气传输衰减小,探测距离远,已经在大气风场和环境监测方面发挥了很大作用。
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