激光雷達(dá)的作用
是能測(cè)量目標(biāo)位置(距離和角度)、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(速度、振動(dòng)和姿態(tài))和形狀,探測(cè)、識(shí)別、分辨和跟蹤目標(biāo)。經(jīng)過多年努力,科學(xué)家們已研制出火控激光雷達(dá)、偵測(cè)激光雷達(dá)、制導(dǎo)激光雷達(dá)、靶場(chǎng)測(cè)量激光雷達(dá)、導(dǎo)航激光雷達(dá)等。激光雷達(dá)彌補(bǔ)了其他傳感器的精度短板，但同時(shí)也有其自身的缺陷，比如在雨雪天氣下的傳感器噪聲問題等。由于飛行作業(yè)是激光雷達(dá)航測(cè)成圖的道工序,它為后續(xù)內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理提供直接起算數(shù)據(jù)。按照測(cè)量誤差原理和制定“規(guī)范”的基本原則,都要求前一工序的成果所包含的誤差,對(duì)后一工序的影響應(yīng)為。因此,通過研究機(jī)載激光雷達(dá)作業(yè)流程,優(yōu)化設(shè)計(jì)作業(yè)方案來提高數(shù)據(jù)質(zhì)量,是非常有意義的。
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激光雷達(dá)的種類
激光雷達(dá)按工作方式可分為脈沖激光雷達(dá)和連續(xù)波激光雷達(dá),根據(jù)探測(cè)技術(shù)的不同,可以分為:直接探測(cè)型激光雷達(dá)和相干探測(cè)型激光雷達(dá),按應(yīng)用范圍可分為:靶場(chǎng)測(cè)量激光雷達(dá)(實(shí)驗(yàn)測(cè)量)火控激光雷達(dá)(控制射擊自動(dòng)實(shí)施瞄準(zhǔn)與發(fā)射)跟蹤識(shí)別激光雷達(dá)(制導(dǎo)、、預(yù)警、水下目標(biāo)探測(cè)),激光雷達(dá)引導(dǎo)(航天器交匯對(duì)接、障礙物回避)、大氣測(cè)量激光雷達(dá)(云層高度、大氣能見度、風(fēng)速、大氣中物質(zhì)的成分和含量)。激光雷達(dá)發(fā)現(xiàn)水下目標(biāo)障礙回避雷達(dá)：可繞過山峰等各種地形障礙來進(jìn)行探測(cè)。激光雷達(dá)的主要應(yīng)用于跟蹤,成像制導(dǎo),三維視覺系統(tǒng),測(cè)風(fēng),大氣環(huán)境監(jiān)測(cè),主動(dòng)遙感等方向。
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激光雷達(dá)的主要性能指標(biāo)
1.安全等級(jí)：
激光雷達(dá)的安全等級(jí)是否滿足Class1，對(duì)人眼無害。需要考慮特定波長(zhǎng)的激光產(chǎn)品在完全工作時(shí)間內(nèi)的激光輸出功率，即激光輻射的安全性是波長(zhǎng)、輸出功率，和激光輻射時(shí)間的綜合作用的結(jié)果。
2.輸出參數(shù)：
目標(biāo)的位置(三維)、速度(三維)、方向、時(shí)間戳(某些激光雷達(dá)有)等。
3.激光發(fā)射方式(機(jī)械/固態(tài))：
傳統(tǒng)的采用機(jī)械旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)，機(jī)械旋轉(zhuǎn)容易導(dǎo)致磨損使得激光雷達(dá)的使用壽命有限。固態(tài)激光雷達(dá)主要由三類-Flash 、MEMS、相控陣。激光雷達(dá)未來發(fā)展趨勢(shì)盡管目前車載激光雷達(dá)的主流仍然是機(jī)械式激光雷達(dá)，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)而言，它終究難以滿足自動(dòng)駕駛普及提出的大規(guī)模、低成本、車規(guī)級(jí)需求。Flash 激光雷達(dá)只要有光源，就能用脈沖一次覆蓋整個(gè)視場(chǎng)。隨后再用飛行時(shí)間（ToF）方法接收相關(guān)數(shù)據(jù)并繪制出激光雷達(dá)周圍的目標(biāo)。MEMS激光雷達(dá)其結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡(jiǎn)單，只要一束激光和一塊反光鏡。具體來說，激光射向這塊類似陀螺一樣旋轉(zhuǎn)的反光鏡就行，反光鏡通過轉(zhuǎn)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)激光方向的控制。相控陣激光雷達(dá)利用獨(dú)立天線同步形成的微陣列，相控陣可以向任何方向發(fā)送無線電波，完全省略了“旋轉(zhuǎn)”這一步驟，只需控制每個(gè)天線發(fā)送信號(hào)間的時(shí)機(jī)或陣列，就能控制信號(hào)射向特定位置。
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