lidar 激光雷達(dá)的工作原理是什么

lidar 激光雷達(dá)的工作原理是向目標(biāo)發(fā)射探測(cè)信號(hào)（激光束），然后將接收到的從目標(biāo)反射回來(lái)的信號(hào)（目標(biāo)回波）與發(fā)射信號(hào)進(jìn)行比較，經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理后，獲得目標(biāo)的相關(guān)信息，比如目標(biāo)距離、方位、高度、速度、姿態(tài)甚至形狀等參數(shù)，從而對(duì)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)、跟蹤和識(shí)別。

具體來(lái)說(shuō)，激光雷達(dá)由發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、信息處理三部分組成。發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射出激光束，遇到障礙物后反射回來(lái)，被接收系統(tǒng)捕獲。通過(guò)測(cè)量激光飛行的時(shí)間（TOF，TIME of Flight）來(lái)確定障礙物的距離。

激光雷達(dá)的發(fā)射單元會(huì)發(fā)出對(duì)人畜無(wú)害的紅外光束，這些光束在遇到物體后反射。當(dāng)激光雷達(dá)的質(zhì)量較高時(shí)，每秒可以發(fā)射大量激光束，形成豐富的點(diǎn)云。點(diǎn)云代表了 3D 世界，因?yàn)榧す饫走_(dá)獲取的是每撞擊點(diǎn)的準(zhǔn)確三維坐標(biāo)（X,Y,Z），從而構(gòu)建出環(huán)境的 3D 場(chǎng)景。

在激光雷達(dá)的工作過(guò)程中，有多種測(cè)距方案。比如 TOF 測(cè)距法，通過(guò)計(jì)算發(fā)射到接收的時(shí)間差來(lái)獲得目標(biāo)距離。還有三角測(cè)距、AMCW 測(cè)距、FMCW 測(cè)距等方法。

此外，激光雷達(dá)的掃描形式也有多種，包括機(jī)械、混合固態(tài)、純固態(tài)三種。機(jī)械掃描通過(guò)機(jī)械旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)激光收發(fā)器件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)來(lái)完成測(cè)量；混合固態(tài)是激光收發(fā)器件靜止，通過(guò)轉(zhuǎn)鏡、棱鏡、MEMS 振鏡等的運(yùn)動(dòng)改變激光反射角度來(lái)實(shí)現(xiàn)掃描；純固態(tài)則利用相控陣技術(shù)或 Flash 技術(shù)直接探測(cè)來(lái)完成掃描。