早在上个世纪60年代,当人类制造出激光器后,科学家们根据激光的特性,较早提出的应用就是测距。在1967年7月,美国人进行了头一次载人登月飞行,就在月球上安装了一个发射装置用于测算地球和月球的距离。随后,正值冷战时期的人们,将激光应用在了制弹上。飞机发射激光照射目标,同时投掷激光制弹对准目标飞行,用激光随时修正自己的飞行路线,精确度非常高。20世纪70年代末,美国国家航空航天局(NASA)成功研制出一种具有扫描和高速数据记录能力的机载海洋激光雷达。用在大西洋和切萨皮克湾进行了水深的测定,并且绘制出水深小于10m的海底地貌。此后,机载激光雷达系统蕴含的巨大应用潜力开始受到关注,并很快被应用到陆地地形勘测研究当中。激光雷达在灾害救援中提供了准确的现场信息支持。山东觅道Mid-360激光雷达

根据发生器的不同可以产生紫外线(10-400nm)到可见光(390-780nm)到红外线(760-1000000nm)波段内的不同激光,相应的用途也各不相同。激光是一种单一颜色、单一波长的光,激光雷达选用的激光波长一般不低于850nm,以避免可见光对人眼的伤害,而目前主流的激光雷达主要有905nm和1550nm两种波长。905nm探测距离受限,采用硅材质,成本较低;1550nm探测距离更远,采用昂贵的铟镓砷(InGaAs)材质,激光可被人眼吸收,故可做更远的探测光束。陕西POE激光雷达激光雷达在考古发掘中用于绘制遗址的三维模型。

激光雷达对策:在实际使用中,对环境中的透明介质,特别是表面接近镜面的透明介质,需要做特殊处理,避免产生不稳定或错误的测量结果。具体的处理方式可以是对介质表面做漫反射半透明处理,降低透明度和反射能力,或者在处理测量数据时对这些位置做屏蔽。当雷达对镜面目标进行测量时,需要注意!!只当目标表面与入射激光垂直时才能有效测量,如果激光入射角不垂直,其漫反射率很低,导致无法有效测量,实际测量到的结果是镜面反射光路上的镜像目标距离,雷达投射在镜面目标产生了全反射,全反射光投射在目标,雷达实际测试出距离是虚线边框目标距离。
现代雷达的波长一般是到米级别,例如火控雷达的波长是1-5厘米,汽车雷达的波长是1-10毫米。当波长进一步压缩(频率进一步提高),在红外线、可见光、紫外线区域即可激发出激光,用激光做探测源的雷达,称为激光雷达。1928年,德国的Landenburg(兰登伯格)在研究氛气色散现象实验间接证实了受激辐射的存在,也直接给出了受激辐射的发生条件是粒子数反转。1947年,Lamb(兰姆)和Reherford(雷瑟福)在氧原子光谱中发现了明显的受激辐射这是受激辐射头一次被实验验证,兰姆也因此在1955年获得了诺贝尔物理学奖。1950年,法国物理学家Kastler(卡斯特勒)提出了光学泵浦的方法。他也因为提出了这种利用光学于段研究微波谐振的方法而获诺贝尔奖。览沃 Mid - 360 水平视场角达 360°,垂直视场角 59°。

LiDAR的数据,三维点,对于旋转式激光雷达来说,得到的三维点便是一个很好的极坐标系下的多个点的观测,包含激光发射器的垂直俯仰角,发射器的水平旋转角度,根据激光回波时间计算得到的距离。但 LiDAR 通常会输出笛卡尔坐标系下的观测值,头一是因为 LiDAR 在极坐标系下测量效率高,也只是对于旋转式 LiDAR,目前阵列式 LiDAR 也有很多。第二笛卡尔坐标系更加直观,投影和旋转平移更加简洁,求解法向量,曲率,顶点等特征计算量小,点云的索引及搜索都更加高效。对于 MEMS 式激光雷达,由于一次采样周期为一个偏振镜旋转周期,10hz 下采样周期为 0.1 秒,但由于载体本身在进行高速移动时,我们需要对得到的数据进行消除运动畸变,来补偿采样周期内的运动。Mid - 360 作为新选择,让移动机器人在更多场景精确感知环境。北京连续波激光雷达价格
海洋探测中激光雷达测量海底地貌,支持海洋资源开发。山东觅道Mid-360激光雷达
优劣势分析,优势:首先,该设计减少了激光发射和接收的线数以实现一帧之内更高的线数,也随之降低了对焦与标定的复杂度,因此生产效率得以大幅提升,并且相比于传统机械式激光雷达,棱镜式的成本有了大幅的下降。其次,只要扫描时间够久,就能得到精度极高的点云以及环境建模,分辨率几乎没有上限,且可达到近100%的视场覆盖率。劣势:棱镜式激光雷达FOV相对较小,且视场中心的扫描点非常密集,雷达的视场边缘扫描点比较稀疏,在雷达启动的短时间内会有分辨率过低的问题。对于高速移动的汽车来说,显然不存在长时间扫描的情况,不过可以通过增加激光线束和功率实现更高的精度和更远的探测距离,但机械结构也相对更加复杂,体积让前两者更难以控制,存在轴承或衬套的磨损等风险。山东觅道Mid-360激光雷达