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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。激光测距是光波测距中的一种测距方式，如果光以速度c在空气中传播在A、B两点间往返一次所需时间为t，则A、B两点间距离D可用下列表示。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。自动驾驶测试原型车搭载激光雷达主要厂商是Velodyne、Ibeo、Luminar、Valeo、SICK等。

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