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激光雷達LiDAR(LightLaser Detection and Ranging)

是激光探測及測距系統(tǒng)的簡稱。用激光器作為輻射源的雷達。激光雷達是激光技術與雷達技術相結合的產(chǎn)物 。由發(fā)射機 、天線 、接收機 、跟蹤架及信息處理等部分組成。發(fā)射機是各種形式的激光器，如二氧化碳激光器、摻釹釔鋁石榴石激光器、半導體激光器及波長可調諧的固體激光器等；天線是光學望遠鏡；接收機采用各種形式的光電探測器，如光電倍增管、半導體光電二極管、雪崩光電二極管、紅外和可見光多元探測器件等。激光雷達采用脈沖或連續(xù)波2種工作方式，探測方法分直接探測與外差探測。

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激光雷達的用途

激光掃描方法不僅是軍內(nèi)獲取三維地理信息的主要途徑，而且通過該途徑獲取的數(shù)據(jù)成果也被廣泛應用于資源勘探、城市規(guī)劃、農(nóng)業(yè)開發(fā)、水利工程、土地利用、環(huán)境監(jiān)測、交通通訊、防震減災及國家重點建設項目等方面，為國民經(jīng)濟、社會發(fā)展和科學研究提供了極為重要的原始資料，并取得了顯著的經(jīng)濟效益，展示出良好的應用前景。低機載LIDAR地面三維數(shù)據(jù)獲取方法與傳統(tǒng)的測量方法相比，具有生產(chǎn)數(shù)據(jù)外業(yè)成本低及后處理成本的優(yōu)點。廣大用戶急需低成本、高密集、快速度、數(shù)字高程數(shù)據(jù)或數(shù)字表面數(shù)據(jù)，機載LIDAR技術正好滿足這個需求，因而它成為各種測量應用中深受歡迎的一個高新技術。

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激光雷達的主要性能指標

1、波長：

目前市場上激光雷達的波長是905nm和1550 nm。

1550nm的LiDAR傳感器可以以更高的功率運行，以提高探測范圍，同時對于雨霧的穿透力更強。而905nm的主要優(yōu)點是……相對來講比較便宜。

2、掃描頻率：

一秒內(nèi)進行多少次測距輸出。

較高的掃描頻率可以確保安裝激光雷達的機器人實現(xiàn)較快速度的運動，并且保證地圖構建的質量。

但要提高掃描頻率并不只是簡單的加速激光雷達內(nèi)部掃描電機旋轉這么簡單，對應的需要提高測距采樣率。否則當采樣頻率固定的情況下，更快的掃描速度只會降低角分辨率。

3、測量距離：

激光雷達所標稱的距離大多以90%反光率的漫反射物體（如白紙）作為測試基準。激光雷達的測距與目標的反射率相關。目標的反射率越高則測量的距離越遠，目標的反射率越低則測量的距離越近。因此在查看激光雷達的探測距離時要知道該測量距離是目標反射率為多少時的探測距離。

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激光傳感器的應用

　利用激光的高方向性、高單色性和高亮度等特點可實現(xiàn)無接觸遠距離測量。激光傳感器常用于長度、距離、振動、速度、方位等物理量的測量，還可用于探傷和大氣污染物的監(jiān)測等。

激光測長

精密測量長度是精密機械制造工業(yè)和光學加工工業(yè)的關鍵技術之一?，F(xiàn)代長度計量多是利用光波的干涉現(xiàn)象來進行的，其精度主要取決于光的單色性的好壞。激光是的光源，它比以往的單色光源（-86燈）還純10萬倍。因此激光測長的量程大、精度高。

激光測距

它的原理與無線電雷達相同，將激光對準目標發(fā)射出去后，測量它的往返時間，再乘以光速即得到往返距離。由于激光具有高方向性、高單色性和高功率等優(yōu)點，這些對于測遠距離、判定目標方位、提高接收系統(tǒng)的信噪比、保證測量精度等都是很關鍵的，因此激光測距儀日益受到重視。在激光測距儀基礎上發(fā)展起來的激光雷達不僅能測距，而且還可以測目標方位、運運速度和加速度等，已成功地用于人造的測距和跟蹤。

激光測振

它基于多普勒原理測量物體的振動速度。多普勒原理是指：若波源或接收波的觀察者相對于傳播波的媒質而運動，那么觀察者所測到的頻率不僅取決于波源發(fā)出的振動頻率而且還取決于波源或觀察者的運動速度的大小和方向。所測頻率與波源的頻率之差稱為多普勒頻移。

激光測速

它也是基多普勒原理的一種激光測速方法，用得較多的是激光多普勒流速計(見激光流量計)，它可以測量風洞氣流速度、流速、飛行器噴射氣流流速、大氣風速和化學反應中粒子的大小及匯聚速度等。

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