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激光雷達的方法及步驟

1.激光雷達，是以發射激光束探測目標的位置、速度等特征量的雷達系統。其工作原理是向目標發射探測信號(激光束),然后將接收到的從目標反射回來的信號(目標回波)與發射信號進行比較,作適當處理后,就可獲得目標的有關信息,如目標距離、方位、高度、速度、姿態、甚至形狀等參數。

2.用激光器作為發射光源，采用光電探測技術手段的主動遙感設備。激光雷達是激光技術與現代光電探測技術結合的先進探測方式。由發射系統、接收系統 、信息處理等部分組成。發射系統是各種形式的激光器，如二氧化碳激光器、摻釹釔鋁石榴石激光器、半導體激光器及波長可調諧的固體激光器以及光學擴束單元等組成；接收系統采用望遠鏡和各種形式的光電探測器，如光電倍增管、半導體光電二極管、雪崩光電二極管、紅外和可見光多元探測器件等組合。激光雷達采用脈沖或連續波2種工作方式，探測方法按照探測的原理不同可以分為米散射、瑞利散射、拉曼散射、布里淵散射、熒光、多普勒等激光雷達。

3.激光本身具有非常的測距能力，其測距精度可達幾個厘米，而LIDAR系統的度除了激光本身因素，還取決于激光、GPS及慣性測量單元(IMU)三者同步等內在因素。隨著商用GPS及IMU的發展，通過LIDAR從移動平臺上獲得的數據已經成為可能并被廣泛應用。

4.通過激光雷達獲取到三維點去數據后。進行點云分離，然后進行聚類，一般都是通過計算相鄰兩個激光點間的距離來決定是否屬于同一類。聚類完之后進行障礙物識別。識別也障礙物之后，進行前后兩頻對比，可以識別是靜態障礙物還是動態障礙物。動態障礙物也可以計算出運動速度等。結合無人駕駛汽車當前的位置信息，計算出避障所需的安全距離，達到壁障功能。

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激光的特性

激光和普通光的根本不同在于激光是一種有很bai高光子簡并度的光。du光子簡并度可以理解為具有相同模式（或波型）的光子數目，即具有相同狀態的光子數目。

激光器主要由增益介質和諧振腔組成。諧振腔選模，增益介質通過受激輻射向確定的模提供能量，從而形成具有很高光子簡并度的激光。高光子簡并度表現出很好的單色性、方向性、相干性及高亮度；激光可被壓縮成極短的超短脈沖，脈寬已達到秒量級，能產生短至4.6 fs的超短激光脈沖，高達1020W／cm2的光功率密度。

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激光雷達在各領域的作用

除了在移動機器人中使用，激光雷達在無人駕駛領域的作用也同樣重要，但有區別于機器人領域的是：在無人駕駛中主要以多線激光雷達為主，幫助車輛進行自主感知道路環境，自動規劃行車路線，并控制車輛到達預定的目標。采用飛行時間技術，根據激光遇到障礙物后的折返時間，來計算目標與自己的相對距離。激光光束可以準確測量視場中物體輪廓邊沿與設備間的相對距離，這些輪廓信息組成所謂的點云并繪制出3D環境地圖，精度可達到厘米級別，從而提高測量精度。

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激光雷達的應用領域

激光雷達是一種工作在從紅外到紫外光譜段的雷達系統，其原理和構造與激光測距儀極為相似。科學家把利用激光脈沖進行探測的稱為脈沖激光雷達，把利用連續波激光束進行探測的稱為連續波激光雷達。激光雷達的作用是能準確測量目標位置（距離和角度）、運動狀態（速度、振動和姿態）和形狀，探測、識別、分辨和跟蹤目標。那么激光雷達具體應用到哪些領域呢？下面將作詳細講解！

激光雷達助力機器人行走

激光雷達憑借激光良好的指向性和高度聚焦性，已經成為移動機器人的核心傳感器，同時它也是目前可靠、穩定的定位技術。解決了機器人行走的問題，知道如何路徑規劃，以及避障的功能。目前，激光雷達的市場份額大多被諸如美國Velodyne、美國Quanergy、德國SICK、日本HOKUYO等國外企業占據，售價十分昂貴，多用于地圖、安保及無人駕駛。為了降低成本，順著“弱硬件 強算法”的思路，Quanery用固態圖像傳感器替代360 度旋轉的攝像頭和激光測距器，成本將降到 1000 美元一套左右。國內SLAMTEC結合激光三角測距技術與高速視覺采集處理機構，推出了售價僅千元的低成本激光雷達。