目前的激光雷達(dá)，不光只有光探測(cè)與測(cè)量，更是一種集激光、全球定位系統(tǒng)（GPS）和IMU（InertialMeasurementUnit，慣性測(cè)量裝置）三種技術(shù)于一身的系統(tǒng)，用于獲得數(shù)據(jù)并生成精確的DEM（數(shù)字高程模型）。這三種技術(shù)的結(jié)合，可以高度準(zhǔn)確地定位激光束打在物體上的光斑，測(cè)距精度可達(dá)厘米級(jí)，激光雷達(dá)較大的優(yōu)勢(shì)就是"精確"和"快速、高效作業(yè)"。隨著激光雷達(dá)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，星載激光雷達(dá)的研制和應(yīng)用在20世紀(jì)90年代逐步成熟。2003年，NASA根據(jù)早先提出的采用星載激光雷達(dá)測(cè)量?jī)蓸O地區(qū)冰面變化的計(jì)劃，正式將地學(xué)激光測(cè)高儀列入地球觀測(cè)系統(tǒng)中，并將其搭載在冰體、云量和陸地高度監(jiān)測(cè)衛(wèi)星上發(fā)射升空運(yùn)行。激光雷達(dá)在醫(yī)療領(lǐng)域被用于人體三維掃描和診斷。軌旁入侵激光雷達(dá)渠道

激光雷達(dá)的FOV，F(xiàn)OV指激光雷達(dá)能夠探測(cè)到的視場(chǎng)范圍，可以從垂直和水平兩個(gè)維度以角度來衡量范圍大小，下圖比較形象的展示了激光雷達(dá)FOV范圍，之所以要提到FOV是因?yàn)楹竺娌煌募夹g(shù)路線基本都是為了能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)FOV區(qū)域內(nèi)探測(cè)。垂直FOV：常見的車載激光雷達(dá)通常在25°，形狀呈扇形；水平FOV：常見的機(jī)械式激光雷達(dá)可以達(dá)到360°范圍，通常布置于車頂；常見的車載半固態(tài)激光雷達(dá)通?？梢赃_(dá)到120°范圍，形狀呈扇形，可布置于車身或車頂。物流車激光雷達(dá)正規(guī)激光雷達(dá)數(shù)據(jù)對(duì)于城市規(guī)劃和建筑設(shè)計(jì)具有重要意義。

探測(cè)距離，激光雷達(dá)標(biāo)稱的較遠(yuǎn)探測(cè)距離一般為150-200m，實(shí)際上距離過遠(yuǎn)的時(shí)候，采樣的點(diǎn)數(shù)會(huì)明顯變少，測(cè)量距離和激光雷達(dá)的分辨率有著很大的關(guān)系。以激光雷達(dá)的垂直分辨率為0.4°較遠(yuǎn)探測(cè)距離為200m舉例，在經(jīng)過200m后激光光束2個(gè)點(diǎn)之間的距離為，也就是說只能檢測(cè)到高于1.4m的障礙物。如下圖10所示。如果要分辨具體的障礙物類型，那么需要采樣點(diǎn)的數(shù)量更多，因此激光雷達(dá)有效的探測(cè)距離可能只有60-70m。增加激光雷達(dá)的探測(cè)距離有2種方法，一是增加物體的反射率，二是增加激光的功率。物體的反射率是固定的，無法改變，那么就只能增加激光的功率了。但是增加激光的功率會(huì)損傷人眼，只能想辦法增加激光的波長(zhǎng)，以避開人眼可見光的范圍，這樣可以適當(dāng)增大激光的功率。探測(cè)距離是制約激光雷達(dá)的另一個(gè)障礙，汽車在高速行駛的過程中越早發(fā)現(xiàn)障礙物，就越能預(yù)留越多的反應(yīng)時(shí)間，從而避免交通事故。

LiDAR的結(jié)構(gòu)。激光雷達(dá)主要包括激光發(fā)射、接收、掃描器、透鏡天線和信號(hào)處理電路組成。激光發(fā)射部分主要有兩種，一種是激光二極管，通常有硅和砷化鎵兩種基底材料，再有一種就是目前非常火熱的垂直腔面發(fā)射（VCSEL）（比如 iPhone 上的 LiDAR），VCSEL 的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉，體積極小，功耗極低，缺點(diǎn)是有效距離比較短，需要多級(jí)放大才能達(dá)到車用的有效距離。激光雷達(dá)主要應(yīng)用了激光測(cè)距的原理，而如何制造合適的結(jié)構(gòu)使得傳感器能向多個(gè)方向發(fā)射激光束，如何測(cè)量激光往返的時(shí)間，這便區(qū)分出了不同的激光雷達(dá)的結(jié)構(gòu)。Mid - 360 升維感知，從 2D 到 3D，助力移動(dòng)機(jī)器人高效建圖定位。

如今，LiDAR經(jīng)常用于創(chuàng)建所處空間的三維模型。自主導(dǎo)航是使用LiDAR系統(tǒng)生成的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的應(yīng)用之一。微型LiDAR系統(tǒng)甚至能夠嵌入在手機(jī)大小的設(shè)備中。LiDAR 在現(xiàn)實(shí)世界中如何發(fā)揮作用，自主導(dǎo)航中的態(tài)勢(shì)感知是LiDAR的一個(gè)較引人入勝的應(yīng)用。任何移動(dòng)車輛的態(tài)勢(shì)感知系統(tǒng)都需要同樣了解其周圍的靜止和移動(dòng)物體。例如，雷達(dá)技術(shù)長(zhǎng)期以來用于探測(cè)飛機(jī)。對(duì)于地面車輛，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)LiDAR非常有用，因?yàn)樗軌虼_定物體的距離并且在方向性上非常精確。探測(cè)光束能夠在角度上精確定向并快速掃描，據(jù)此創(chuàng)建三維模型點(diǎn)云數(shù)據(jù)。因?yàn)檐囕v周圍的情況是高度動(dòng)態(tài)的，所以快速掃描能力對(duì)這類應(yīng)用至關(guān)重要。在安全監(jiān)控領(lǐng)域，激光雷達(dá)能有效識(shí)別入侵者并觸發(fā)警報(bào)。深圳四探頭激光雷達(dá)設(shè)備

橋梁檢測(cè)使用激光雷達(dá)識(shí)別病害，保障橋梁安全通行。軌旁入侵激光雷達(dá)渠道

調(diào)頻連續(xù)波FMCW激光雷達(dá)，以三角波調(diào)頻連續(xù)波為例來介紹其測(cè)距/測(cè)速原理。藍(lán)色為發(fā)射信號(hào)頻率，紅色為接收信號(hào)頻率，發(fā)射的激光束被反復(fù)調(diào)制，信號(hào)頻率不斷變化。激光束擊中障礙物被反射，反射會(huì)影響光的頻率，當(dāng)反射光返回到檢測(cè)器，與發(fā)射時(shí)的頻率相比，就能測(cè)量?jī)煞N頻率之間的差值，與距離成比例，從而計(jì)算出物體的位置信息。FMCW的反射光頻率會(huì)根據(jù)前方移動(dòng)物體的速度而改變，結(jié)合多普勒效應(yīng)，即可計(jì)算出目標(biāo)的速度。優(yōu)點(diǎn)：每個(gè)像素都有多普勒信息，含速度信息；解決Lidar間串?dāng)_問題；不受環(huán)境光影響，探測(cè)靈敏度高；缺點(diǎn)：不能探測(cè)切向運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。軌旁入侵激光雷達(dá)渠道