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机载海洋激光雷达

传统的水中目标探测装置是声纳。根据声波的发射和接收方式，声纳可分为主动式和被动式，可对水中目标进行警戒、搜索、定性和跟踪。但它体积很大，重量一般在600公斤以上，有的甚至达几十吨重。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。而激光雷达是利用机载蓝绿激光器发射和接收设备，通过发射大功率窄脉冲激光，探测海面下目标并进行分类，既简便，精度又高。

迄今，机载海洋激光雷达已发展了三代产品。20世纪90年代研制成功的第三代系统以第二代系统为基础，增加了GPS定位和定高功能，系统与自动导航仪接口，实现了航线和高度的自动控制。

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固态激光雷达三种技术手段

所谓的固态激光雷达，大家普遍的认识是不旋转的就是固态激光雷达。通常分为三种，基于相控阵、Flash、MEMS三种方式实现的。

采用相控阵原理实现固态激光雷达，完全取消了机械结构，通过调节发射阵列中每个发射单元的相位差来改变激光的出射角度。光学相控阵一般都是通过电信号对其相位进行严格的控制实现光束指向扫描，因此也可以称为电子扫描技术。但也易形成旁瓣，影响光束作用距离和角分辨率，同时生产难度高。禾赛科技近日宣布，其已与美国威力登激光雷达公司达成了长期的******交叉许可协议。

采用3D Flash技术的固态激光雷达属于非扫描式雷达，发射面阵光，是以2维或3维图像为重点输出内容的激光雷达。虽然稳定性和成本不错，但主要问题在于探测距离较近，在技术的可靠性方面还存在问题。

而基于MEMS的固态激光雷达，是通过微振镜的方式改变单个的发射角度进行扫描，由此形成一种面阵的扫描视野。目前基于MEMS方式的激光雷达，有很多的厂家在研发。MEMS相对于前两者，技术上更容易实现，且价格也比较低廉。因此被主机厂商也一致看好。由上式可知，要测量A、B距离实际上是要测量光传播的时间t，根据测量时间方法的不同，激光测距仪通常可分为脉冲式和相位式两种测量形式。

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激光雷达这么多参数，应该关注什么指标？

1、测量速度

一般通过激光脉冲的发射频率来体现，例如RIEGL的VUX-1UAV其激光发射频率为550 000点/秒，而mini VUX-1UAV 是100 000点/秒。

2、测量精度

它指测量一定数量后得出的真实值，是与真实一致性的度，重复精度也叫再现性或可重复性，是用于表示多次测量得到同一结果的可能性的量。一般测绘级的激光传感器测量精度都在1cm左右。

3、视场角

视场角=激光束的扫描角，指激光束通过扫描装置所能达到的角度范围，而有效视场角一般还会与实际作业时的航高、有效测量距离有关。虽然很多激光传感器的水平视场角是360°的，我们实际应用时一般只会用到90°-120°。

激光雷达未来发展方向

未来通过半导体技术代替原来的机械旋转部件和光学组件将是业界主流。在绕开基础的同时可以大幅降低激光雷达的成本。其中高的性能长距离激光雷达将专注于基于半导体的微机械镜头控制激光发射光束的扫描。而中距离低成本方案则朝向固态Flash激光雷达的方向发展。接收部分为半导体光学探测阵列。要区分目标厘米级别的距离，那对传输时间测量分辨率必须做到1纳秒。通过类似摄像头的接收点整，在采集图像的同时记录目标的距离信息。