lidar 激光雷達的工作原理是什么

lidar 激光雷達的工作原理是向目標(biāo)發(fā)射探測信號（激光束），然后將接收到的從目標(biāo)反射回來的信號（目標(biāo)回波）與發(fā)射信號進行比較，經(jīng)過適當(dāng)處理后，獲得目標(biāo)的相關(guān)信息，比如目標(biāo)距離、方位、高度、速度、姿態(tài)甚至形狀等參數(shù)，從而對目標(biāo)進行探測、跟蹤和識別。

具體來說，激光雷達由發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、信息處理三部分組成。發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射出激光束，遇到障礙物后反射回來，被接收系統(tǒng)捕獲。通過測量激光飛行的時間（TOF，TIME of Flight）來確定障礙物的距離。

激光雷達的發(fā)射單元會發(fā)出對人畜無害的紅外光束，這些光束在遇到物體后反射。當(dāng)激光雷達的質(zhì)量較高時，每秒可以發(fā)射大量激光束，形成豐富的點云。點云代表了 3D 世界，因為激光雷達獲取的是每撞擊點的準(zhǔn)確三維坐標(biāo)（X,Y,Z），從而構(gòu)建出環(huán)境的 3D 場景。

在激光雷達的工作過程中，有多種測距方案。比如 TOF 測距法，通過計算發(fā)射到接收的時間差來獲得目標(biāo)距離。還有三角測距、AMCW 測距、FMCW 測距等方法。

此外，激光雷達的掃描形式也有多種，包括機械、混合固態(tài)、純固態(tài)三種。機械掃描通過機械旋轉(zhuǎn)機構(gòu)驅(qū)動激光收發(fā)器件進行旋轉(zhuǎn)來完成測量；混合固態(tài)是激光收發(fā)器件靜止，通過轉(zhuǎn)鏡、棱鏡、MEMS 振鏡等的運動改變激光反射角度來實現(xiàn)掃描；純固態(tài)則利用相控陣技術(shù)或 Flash 技術(shù)直接探測來完成掃描。