激光雷達原理

想讓機器人行走、識別物體，避障等，幫助人類處理一些最基本的事情？那麼首先我們需要為智能機器人提供視覺與激光雷達技術。

操作方法

（01）由激光器發射出的脈衝激光由空中入射到地面上，打到樹木上，道路上，橋樑上，房子上，引起散射。一部分光波會經過反射返回到到激光雷達的接收器中。接收器通常是一個光電倍增管或一個光電二極管，它將光信號轉變為電信號，記錄下來。同時由所配備的計時器記錄下來同一個脈衝光信號由發射到被接收的時間T。於是，就能夠得到由飛機上的的激光雷達到地面上的目標物的距離R為: R = CT/2。這裏C代表光速，是一個常數，即C=300,000公里/秒。激光雷達每一個脈衝激光的最大距離分辨率（maximum range resolution）也可由以下公式給出：⊿R = C/2·(tL+tN+tW) 這裏，tL代表激光脈衝的長度，tN代表接收器電子器件的時間常數，tW代表激光與目標物體的碰撞時間常數。對於一個Q-開關的Nd:YAG激光器，它的脈衝常數是10納秒，接收器電子器件的時間常數stN一般是50納秒到200納秒，激光與目標物體的碰撞時間常數tW較小，一般忽略不計。因此，距離分辨率⊿R一般在7.5米到30米。

（02）激光雷達由發射系統、接收系統 、信息處理三部分組成：激光器將電脈衝變成光脈衝發射出去，光接收機再把從目標反射回來的光脈衝還原成電脈衝，最後經過一系列算法來得出目標位置（距離和角度）、運動狀態（速度、振動和姿態）和形狀，可以探測、識別、分辨和跟蹤目標。

（03）激光雷達也分很多類別。從調製出發，目前主要有直接探測激光雷達和相干探測激光雷達。現在常見的，包括自動駕駛、機器人、測繪所用的，基本上屬於直接探測激光雷達。比較特殊的，比如測風、測速之類的雷達，則一般採用的是相干調製。

特別提示

煙霧探測能力弱