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。激光雷达分类一般来说,按照现代的激光雷达的概念,常分为以下几种:1、按激光波段分,有紫外激光雷达、可见激光雷达和红外激光雷达。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技术的核心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,将彻底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。
激光测距的方法
通常精密测距需要全反射棱镜配合,而房屋量测用的测距仪,直接以光滑的墙面反射测量,主要是因为距离比较近,光反射回来的信号强度够大。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。
通常也是可以的,实际工程中会采用薄塑料板作为反射面以解决漫反射严重的问题。
激光测距仪精度可达到1毫米误差,适合各种测量用途。
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激光雷达这么多参数,应该关注什么指标?
1、角分辨率,也就是测角精度
角分辨率是扫描仪分辨目标的能力,测角分辨率越小,则表明能够分辨的目标越小,这样测量出的点云数据就越细腻。一般避障级激光传感器的测角精度只有0.1°左右,而测绘级激光传感器角分辨率一般是0.001°甚至更低。
2、测量距离
测量距离与激光发射频率和实际地物反射率有关,测量距离和反射率有关,一般是指ρ≧60%(部分甚至到ρ≧90%)的情况下的扫描距离,同时测量距离与激光发射频率成反比,发射频率越大,测量距离越小不同的物体(山坡,植被,水泥建筑物,金属管道,土壤矿物,煤等)具有不同的反射率,大多数建筑物的反射率为50%左右,煤和沥青路面在20%左右,因此在实际应用中,我们要对设备的射程打折。3、按激光发射波形分,有脉冲激光雷达、连续波激光雷达和混合型激光雷达等。
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