激光雷達(dá)傳感器技術(shù)你了解嗎

當(dāng)今，在人工智能時(shí)代到來(lái)的背景下，激光雷達(dá)受到了越來(lái)越多的關(guān)注，也被廣泛應(yīng)用于自動(dòng)駕駛、機(jī)器人、無(wú)人機(jī)、安防監(jiān)控、地圖測(cè)繪 、智慧城市、物聯(lián)網(wǎng)等高新技術(shù)科技領(lǐng)域，成為社會(huì)發(fā)展服務(wù)中不可或缺的高技術(shù)手段。隨著科技水平的快速提升，激光雷達(dá)傳感技術(shù)也得到了不斷的發(fā)展和升級(jí)。

首先，我們了解一下關(guān)于激光雷達(dá)的定義：激光雷達(dá)（LiDAR）是一種用于精確獲得三維位置信息的傳感器，好比人類(lèi)的眼睛，通過(guò)激光探測(cè)目標(biāo)，獲得數(shù)據(jù)并生成精確的數(shù)字工程模型，可以確定物體的距離、方位、高度、速度、形狀甚至材質(zhì)。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。

其次，激光雷達(dá)的工作原理就是利用可見(jiàn)和近紅外光波（多為950nm波段附近的紅外光）發(fā)射、反射和接收來(lái)探測(cè)物體。以激光作為信號(hào)源，由激光器發(fā)射出的脈沖激光，打到地面的樹(shù)木，道路，橋梁和建筑物等目標(biāo)物體上引起散射，一部分光波會(huì)反射到激光雷達(dá)的接收器上，根據(jù)激光測(cè)距原理計(jì)算，就得到從激光雷達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)的距離。

脈沖激光不斷地掃描目標(biāo)物，就可以得到目標(biāo)物上全部目標(biāo)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，用此數(shù)據(jù)進(jìn)行成像處理后，就可得到精確的三維點(diǎn)云圖像。也可以測(cè)量?jī)蓚€(gè)或多個(gè)距離，并計(jì)算其變化率而求得速度。

最后，激光雷達(dá)主要分為機(jī)械式激光雷達(dá)、混合固態(tài)激光雷達(dá)和固態(tài)激光雷達(dá)。其中，固態(tài)激光雷達(dá)成為民用和商業(yè)應(yīng)用中的寵兒。

固態(tài)激光雷達(dá)的優(yōu)點(diǎn)包括了：數(shù)據(jù)采集速度快，擁有極高分辨率；高抗干擾能力，對(duì)于溫度和振動(dòng)的適應(yīng)性強(qiáng)；豐富的信息量，通過(guò)波束控制，點(diǎn)云可以任意分布；例如在高速公路主要掃描前方遠(yuǎn)處，對(duì)于側(cè)面稀疏掃描但并不完全忽略，在十字路口加強(qiáng)側(cè)面掃描。而只能勻速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械式激光雷達(dá)是無(wú)法執(zhí)行這種精細(xì)操作的。固體激光雷達(dá)還不受光線影響，激光掃描儀可全天候進(jìn)行偵測(cè)任務(wù)，在雨、雪、霧等惡劣天氣中也能正常運(yùn)行。

同時(shí)，除特斯拉和埃隆·馬斯克避免使用激光雷達(dá)外，眼下幾乎所有的自動(dòng)駕駛汽車(chē)制造商和車(chē)型都使用激光雷達(dá)傳感器。因此，激光雷達(dá)設(shè)備的市場(chǎng)正在蓬勃發(fā)展，一旦無(wú)人駕駛汽車(chē)進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)階段，預(yù)計(jì)該市場(chǎng)將呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)Yole預(yù)測(cè)，2023年，高級(jí)輔助駕駛將給激光雷達(dá)產(chǎn)生17億美元的市場(chǎng)，自動(dòng)駕駛將給激光雷達(dá)帶來(lái)35億美元的市場(chǎng)。