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)射探測信號(激光束),然后將接收到的從目標(biāo)反射回來的信號(目標(biāo)回波)與發(fā)射信號進(jìn)行比較,經(jīng)過適當(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),從而對目標(biāo)進(jìn)行探測、跟蹤和識別。
具體來說,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,被接收系統(tǒng)捕獲。通過測量激光飛行的時(shí)間(TOF,Time of Flight)來確定障礙物的距離。
激光雷達(dá)的發(fā)射單元會發(fā)出對人畜無害的紅外光束,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 場景。
在激光雷達(dá)的工作過程中,有多種測距方案。比如 TOF 測距法,通過計(jì)算發(fā)射到接收的時(shí)間差來獲得目標(biāo)距離。還有三角測距、AMCW 測距、FMCW 測距等方法。
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)械掃描通過機(jī)械旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動激光收發(fā)器件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)來完成測量;混合固態(tài)是激光收發(fā)器件靜止,通過轉(zhuǎn)鏡、棱鏡、MEMS 振鏡等的運(yùn)動改變激光反射角度來實(shí)現(xiàn)掃描;純固態(tài)則利用相控陣技術(shù)或 Flash 技術(shù)直接探測來完成掃描。