激光雷达的定义是什么？

激光雷达（Light Detection and Ranging，LiDAR）是一种使用激光脉冲来测量目标与激光发射源之间的距离的技术。它工作原理类似于雷达，但使用光波而非无线电波。通过测量激光脉冲被反射回来的时间，LiDAR能够准确计算出距离，从而生成高精度的三维信息。

LiDAR系统的主要组件

LiDAR系统主要由以下几个组件构成：

激光器：产生用于向目标发射的激光脉冲。

扫描器和光学系统：用于引导激光束向特定方向发射，并收集反射回来的光。

探测器（通常是光电二极管）：用于检测接收到的反射光。

计算单元：用于处理接收到的光信号，并根据信号的时间差计算距离，最终生成三维图像或地图。

案例1：车载雷达主要组件及原理图

案例2：机载雷达的系统组成

LiDAR的主要应用

LiDAR技术的应用非常广泛，包括但不限于：

自动驾驶汽车：用于车辆周围环境的感知和障碍物检测。

地形和地貌测绘：在地理信息系统（GIS）中用于创建高分辨率的地形图和高程数据。

林业：测量森林的密度、高度和结构，以进行资源管理和规划。

建筑和城市规划：生成建筑物和城市环境的精确三维模型。

考古：探测和映射古遗址和地形，以揭示隐藏在地表下的结构。

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常见的作为激光雷达的光源有哪些？

激光雷达的光源通常是特定类型的激光器，其选择取决于应用场景、测量距离和精度要求。常见的光源包括：

· 905nm波段的EEl边发射激光器（Edge-Emitting Laser）

· VCSEL垂直腔面发射激光器

· 基于TOF的1550nm波段脉冲光纤激光器

· 基于FMCW的波长可调谐的半导体激光器

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对于激光器光源的性能要求

波长：决定光束穿透能力和对不同物质的反射率

功率：决定探测距离和目标反射率最小的可检测值

脉冲宽度：影响分辨率和精度

重复频率：决定数据更新率和最大测量距离

光束质量：影响激光聚焦能力和传播稳定性

发散角：决定光速是否紧凑，决定检测性能

稳定性和可靠性： 在不同工作条件下的功率和波长稳定情况。

激光雷达的成像方法

激光雷达可以通过光源、测距原理、探测器以及光束操纵的不同组合有很多种方案。目前一些常见的激光雷达成像方式大体可以分为扫描式与非扫描式。

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