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激光雷达的方法及步骤

1.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。需要考虑特定波长的激光产品在完全工作时间内的激光输出功率，即激光辐射的安全性是波长、输出功率，和激光辐射时间的综合作用的结果。

2.用激光器作为发射光源，采用光电探测技术手段的主动遥感设备。激光雷达是激光技术与现代光电探测技术结合的***探测方式。由发射系统、接收系统 、信息处理等部分组成。发射系统是各种形式的激光器，如二氧化碳激光器、掺钕钇铝石榴石激光器、半导体激光器及波长可调谐的固体激光器以及光学扩束单元等组成；接收系统采用望远镜和各种形式的光电探测器，如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外和可见光多元探测器件等组合。扫描器每扫到一定位置，就发射光脉冲，并几乎同时接收目标返回的回波脉冲。激光雷达采用脉冲或连续波2种工作方式，探测方法按照探测的原理不同可以分为米散射、瑞利散射、拉曼散射、布里渊散射、荧光、多普勒等激光雷达。

3.激光本身具有非常的测距能力，其测距精度可达几个厘米，而LIDAR系统的度除了激光本身因素，还取决于激光、GPS及惯性测量单元(IMU)三者同步等内在因素。随着商用GPS及IMU的发展，通过LIDAR从移动平台上获得的数据已经成为可能并被广泛应用。距离和速度分辨率高,意味着可以利用距离——多谱勒成像技术来获得目标的清晰图像。

4.通过激光雷达获取到三维点去数据后。进行点云分离，然后进行聚类，一般都是通过计算相邻两个激光点间的距离来决定是否属于同一类。聚类完之后进行障碍物识别。识别也障碍物之后，进行前后两频对比，可以识别是静态障碍物还是动态障碍物。与此可以知道，一定要垂直，否则返回信号过于微弱将无法得到距离。动态障碍物也可以计算出运动速度等。结合无人驾驶汽车当前的位置信息，计算出避障所需的安全距离，达到壁障功能。

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激光雷达的主要性能指标

1.安全等级：

激光雷达的安全等级是否满足Class1，对人眼无害。需要考虑特定波长的激光产品在完全工作时间内的激光输出功率，即激光辐射的安全性是波长、输出功率，和激光辐射时间的综合作用的结果。

2.输出参数：

目标的位置(三维)、速度(三维)、方向、时间戳(某些激光雷达有)等。

3.激光发射方式(机械/固态)：

传统的采用机械旋转的结构，机械旋转容易导致磨损使得激光雷达的使用寿命有限。固态激光雷达主要由三类-Flash 、MEMS、相控阵。Flash 激光雷达只要有光源，就能用脉冲一次覆盖整个视场。以上是北京北醒公司为您一起分享的内容，北京北醒公司***生产激光雷达产品，欢迎新老客户莅临。随后再用飞行时间（ToF）方法接收相关数据并绘制出激光雷达周围的目标。MEMS激光雷达其结构相当简单，只要一束激光和一块反光镜。具体来说，激光射向这块类似陀螺一样旋转的反光镜就行，反光镜通过转动，可以实现对激光方向的控制。相控阵激光雷达利用独立天线同步形成的微阵列，相控阵可以向任何方向发送无线电波，完全省略了“旋转”这一步骤，只需控制每个天线发送信号间的时机或阵列，就能控制信号射向特定位置。

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无人驾驶与激光雷达

无人驾驶汽车，即智能驾驶汽车是一种自动化载具，能够部分或者全方面代替驾驶员进行驾驶行为，无人驾驶汽车是智能汽车发展的较高形态。无人驾驶由传感器、控制器、执行器组成，对应感知、决策、执行三大功能模块。

无人驾驶的产业链包括：1）硬件组件。激光雷达、摄像头等各类传感器、集成计算处理平台以及发动机、车身、集成控制总线等传统汽车组件；2）软件组件。激光雷达简介激光雷达，即光探测与测量，是一种集激光，***定位系统（GPS）和惯性导航系统（INS）三种技术于一身的系统，用于获得数据并生成准确的DEM（数字高程模型）。无人驾驶操作系统（包括感知、规划、控制以及汽车互联、数据平台接口等），高精度地图数据等；3）整车制造；4）运营服务。

目前，激光雷达在无人驾驶技术中的应用，一是对车辆周围环境进行3D建模，获得环境的深度信息，识别障碍物，基建可行驶区域。随着无人驾驶技术的进一步普及和应用，带动无人驾驶产业链发展，激光雷达作为无人驾驶中的主流传感器受益明确。因为激光波长极短，在目标相对雷达运动时，频移现象将特别显著，故能百测定目标的运动情况。3D激光雷达是无人驾驶的***技术之一，被视为现阶段实现无人驾驶有效的路径。上市公司中，万集科技正在开展车载3D激光雷达技术和相关产品的研发；中海达着手研究并开发适用于无人驾驶领域的高精度导航地图、激光雷达等产品，产业前景可期。

激光雷达的原理与结构

与雷达原理相似，激光雷达使用的技术是飞行时间（TOF， Time of Flight）。↑激光雷达LiDAR工作原理通过旋转的机械镜面测量激光发出和收到回波的时间差，从而确定目标的方位和距离。具体而言，就是根据激光遇到障碍物后的折返时间，计算目标与自己的相对距离。激光光束可以准确测量视场中物体轮廓边沿与设备间的相对距离，这些轮廓信息组成所谓的点云并绘制出3D环境地图，精度可达到厘米级别，从而提高测量精度。

想象一下，当发出光脉冲时启动秒表，然后当光脉冲返回时停止计时器。通过测量激光的“飞行时间”，并且知道脉冲行进的速度，就可以计算距离。光以每秒30万千米的速度传播，因此需要非常高精度的设备来产生关于距离的数据。