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激光雷达基本原理

激光雷达可以高精度、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。

激光雷达是通过发射激光束，再接收从远处物体反射回来的光束，通过测量光束的飞行时间而获得远处物体的距离信息。不过，激光束非常窄，并且它们不会发生散射，因此单束激光雷达脉冲只能感知一个非常小的物体。为了实际应用，激光雷达传感器得进行某种形式的“扫描”。大多数激光雷达传感器会连接到一个旋转它们的驱动马达，一旦激光发射与马达的运动同步，我们就可以知道激光指向的位置，并将前方环境的整体成像合成在一起。因此，激光雷达的视场取决于马达转动它的角度，目前这类马达已大力采用摆动型音圈马达。

固态激光雷达研究进展

激光雷达可以高精度、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，在测绘、导航等领域具有重要作用。本文首先介绍了从机械式向全固态过渡的微机械系统激光雷达解决方案；其次针对激光雷达全固态的发展需求，介绍了面阵闪光、相控阵激光雷达的基本原理和典型实现方法，从液晶、光波导材料等研究方向阐述相控阵激光雷达研究现状；总结了目前激光雷达存在的问题及不同的解决方案，并对未来发展趋势进行了展望。