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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。激光雷达基本的工作原理与无线电雷达没有区别，即由雷达发射系统发送一个信号，经目标反射后被接收系统收集，通过测量反射光的运行时间而确定目标的距离。至于目标的径向速度，可以由反射光的多普勒频移来确定，也可以测量两个或多个距离，并计算其变化率而求得速度，这是、也是直接探测型雷达的基本工作原理。

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激光雷达的主要性能指标

1、波长：

目前市场上激光雷达的波长是905nm和1550 nm。

1550nm的LiDAR传感器可以以更高的功率运行，以提高探测范围，同时对于雨雾的穿透力更强。而905nm的主要优点是……相对来讲比较便宜。

2、扫描频率：

一秒内进行多少次测距输出。

较高的扫描频率可以确保安装激光雷达的机器人实现较快速度的运动，并且保证地图构建的质量。

但要提高扫描频率并不只是简单的加速激光雷达内部扫描电机旋转这么简单，对应的需要提高测距采样率。否则当采样频率固定的情况下，更快的扫描速度只会降低角分辨率。

3、测量距离：

激光雷达所标称的距离大多以90%反光率的漫反射物体（如白纸）作为测试基准。激光雷达的测距与目标的反射率相关。目标的反射率越高则测量的距离越远，目标的反射率越低则测量的距离越近。因此在查看激光雷达的探测距离时要知道该测量距离是目标反射率为多少时的探测距离。

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激光多普勒频移雷达：它是利用多普勒效应原理，利用频率计测定频移来达到测量目的的。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。

激光测高计：用度于从空中测量地面或海面的高度。

人造激光雷达：用于对人造进行测距和跟踪。

激象雷达：用以测量云层方位、晴空湍流、流星尘等。

喇曼激光雷达：用以测定大气污染情况和大气中各种物质成分。

激光雷达发现水下目标障碍回避雷达：可绕过山峰等各种地形障碍来进行探测。

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激光雷达lidar目前的技术难点在哪，关键技术都有哪些？

对旋转结构的激光雷达来说，关键技术之一是导电滑环，其次是校正工作的自动化问题，校正不能实现自动化，不但产量上不去，产品的一致性也很难保证。

对于全固态激光雷达来说，难的问题莫过于在不借助机械或尽量少借助机械结构的前提下，如何实现光路的偏转（发射），其次是如何实现激光回波的高信噪比检测（接收），目前能够看到的技术主要是两种：MEMS和相控阵。

MEMS技术的***是一个叫做微振镜的器件，通过对一块小镜子的高频振动，实现光路的偏转。MEMS技术比较成熟，缺点是存在激光的反射，反射过程中激光会有较大损失，导致回波信噪比偏低。

相控阵技术目前只有Quanergy在搞，将n×m个微功率的激光器集成到一个芯片上，通过相控阵技术实现激光的定向发射，这个技术如果能够成功，将***颠覆现有的机械式激光雷达，激光雷达扫描速度偏低的问题。

但是和MEMS一样，相控阵技术只解决了激光的发射问题，没有解决接收问题。到目前为止，相控阵技术的检测距离还是偏低的。不论是MEMS，还是相控阵，亦或是什么黑科技，只有同时解决激光的偏转（发射）和高信噪比接收，才能笑到后。

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