激光雷达LiDAR(LightLaser Detection and Ranging)

是激光探测及测距系统的简称。用激光器作为辐射源的雷达。激光雷达是激光技术与雷达技术相结合的产物 。由发射机 、天线 、接收机 、跟踪架及信息处理等部分组成。发射机是各种形式的激光器，如二氧化碳激光器、掺钕钇铝石榴石激光器、半导体激光器及波长可调谐的固体激光器等；天线是光学望远镜；接收机采用各种形式的光电探测器，如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外和可见光多元探测器件等。激光雷达采用脉冲或连续波2种工作方式，探测方法分直接探测与外差探测。

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激光雷达的主要性能指标

1、波长：

目前市场上激光雷达的波长是905nm和1550 nm。

1550nm的LiDAR传感器可以以更高的功率运行，以提高探测范围，同时对于雨雾的穿透力更强。而905nm的主要优点是……相对来讲比较便宜。

2、扫描频率：

一秒内进行多少次测距输出。

较高的扫描频率可以确保安装激光雷达的机器人实现较快速度的运动，并且保证地图构建的质量。

但要提高扫描频率并不只是简单的加速激光雷达内部扫描电机旋转这么简单，对应的需要提高测距采样率。否则当采样频率固定的情况下，更快的扫描速度只会降低角分辨率。

3、测量距离：

激光雷达所标称的距离大多以90%反光率的漫反射物体（如白纸）作为测试基准。激光雷达的测距与目标的反射率相关。目标的反射率越高则测量的距离越远，目标的反射率越低则测量的距离越近。因此在查看激光雷达的探测距离时要知道该测量距离是目标反射率为多少时的探测距离。

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4、FOV(垂直+水平)：

水平分辨率可以做得很高。一般可以做到0.01度级别。

垂直分辨率为0.1~1度的级别。

5、出点数：

每秒激光雷达发射的激光点数。激光雷达的点数一般从几万点至几十万点每秒左右。

6、线束：

常见的激光雷达的线束有：16线、32线、64线等。多线激光雷达，就是通过多个激光，通过电机的旋转形成多条线束的扫描。理论上讲，线束越多、越密，对环境描述就更加充分。

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激光测距的原理

激光测距仪一般采用两种方式来测量距离：脉冲法和相位法。脉冲法测距的过程是这样的：测距仪发射出的激光经被测量物体的反射后又被测距仪接收，测距仪同时记录激光往返的时间。光速和往返时间的乘积的一半，就是测距仪和被测量物体之间的距离。脉冲法测量距离的精度是一般是在+/- 10厘米左右。另外，此类测距仪的测量盲区一般是1米左右。

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。

D=ct/2

式中：

D——测站点A、B两点间距离；

c——速度；

t——光往返A、B一次所需的时间。

由上式可知，要测量A、B距离实际上是要测量光传播的时间t，根据测量时间方法的不同，激光测距仪通常可分为脉冲式和相位式两种测量形式。典型的是WILD的DI-3000、真尚有的LDM30X 。

需要注意，测相并不是测量红外或者激光的相位，而是测量调制在红外或者激光上面的信号相位。建筑行业有一种手持式的激光测距仪，用于房屋测量，其工作原理与此相同。

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