激光雷达工作原理及发展现状

合集下载

激光雷达的工作原理与信号处理

激光雷达的工作原理与信号处理

激光雷达的工作原理与信号处理激光雷达(Light Detection and Ranging,简称LiDAR)是一种利用激光束探测目标并测量其距离、速度和方向等信息的技术。

它在自动驾驶、环境监测、地图绘制等领域得到广泛应用。

本文将探讨激光雷达的工作原理以及信号处理方面的内容。

一、激光雷达的工作原理激光雷达通过发射一束窄束激光,然后测量激光束被目标物体反射后返回的时间和强度,从而实现测量目标物体的距离和形状等信息。

其工作原理可以分为激光发射、目标反射和激光接收三个过程。

1. 激光发射:激光雷达通过激光发射器发射一束激光束。

一般而言,激光雷达会采用红外激光作为发射光源,因为红外激光有较好的穿透能力和抗干扰性。

2. 目标反射:激光束照射到目标物体上后,会被目标反射回来。

目标物体的形状、颜色和表面材质等因素会影响激光的反射情况。

3. 激光接收:激光雷达接收到目标反射回来的激光束,并通过接收器将激光信号转换为电信号进行处理。

接收器通常包括光电二极管和放大器等组件,用于接收和放大反射信号。

二、激光雷达信号处理激光雷达通过对接收到的激光信号进行处理,可以获得目标物体的距离、速度和方向等信息。

信号处理在激光雷达系统中起着重要的作用,是激光雷达工作的关键环节。

1. 距离测量:利用激光束的发射和接收时间差,可以计算出目标物体与激光雷达之间的距离。

一般来说,激光雷达系统会使用飞行时间(Time of Flight)或相位差测量法(Phase Shift)来实现精确的距离测量。

2. 速度测量:通过分析接收到的激光信号的频率变化,可以获得目标物体的速度信息。

激光雷达通常采用多普勒效应来实现速度测量,即利用光频移变化进行速度测量。

3. 方向测量:利用激光雷达的扫描方式,即通过旋转或扫描来覆盖整个空间,可以获得目标物体的方向信息。

通常情况下,激光雷达会采用机械扫描或电子扫描的方式进行方向测量。

4. 数据处理:激光雷达系统会通过采样和数字信号处理技术对接收到的激光信号进行滤波、去噪和数据分析等处理。

机载激光雷达的应用现状及发展趋势

机载激光雷达的应用现状及发展趋势

机载激光雷达的应用现状及发展趋势摘要:机载激光雷达是一种应用越来越广泛的对地观测系统,本文简要介绍了机载LIDAR系统及其测量原理,并重点综述了机载LIDAR的应用现状最后对其发展趋势进行了展望。

关键字:激光;激光器;激光技术;激光雷达一、机载LIDAR的技术原理机载激光雷达(Light Detection And Ranging,LIDAR)是将激光用于回波测距和定向,并通过位置、径向速度计物体反射特性等信息来识别目标。

它体现了特殊的发射、扫描、接收和信号处理技术。

机载激光雷达技术起源于传统的工程测量中的激光测距技术,是传统雷达技术与现代激光技术结合的产物,是遥感测量领域的一门新兴技术。

自20世纪60年代末世界第一部激光雷达诞生以来,机载激光雷达技术作为一种重要的航空遥感技术,已经被越来越多的学者所关注。

迄今为止,机载激光雷达的研究与应用均取得了相当大的进展,虽然机载激光雷达无法完全取代传统的航空摄影测量作业方式,但可以预见,在未来的航空遥感领域,机载激光雷达将成为主流之一。

进入90年代,机载激光雷达系统进入实用化阶段,并成为雷达遥感发展的重要方向之一。

机载LIDAR系统是一款高速度、高性能、长距离的航空测量设备,该系统由激光测高仪、GPS定位装置、IMU(惯性制导仪)和高分辨率数码照相机组成,实习对目标的同步测量。

测量数据通过特定方程解算处理,生成高密度激光点云数值,为地形信息的提取提供精确的数据源。

其应用已超出传统测量,遥感,以及近景测量所覆盖的范围,成为一种独特的数据获取方式。

与普通光波相比,激光具有方向性好、单色性好、相干性好等特点,不易受大气环境和太阳光线的影响。

使用激光进行距离测量可大大提高了数据采集的可靠性抗干扰能力。

当来自激光器的激光射到一个物体的表面时,只要不存在方向反射,总会有一部分光会反射回去,成为回波信号,被系统的接收器所接收,当仪器计算出光由激光器射出返回到接收器的时间为2t后,那么,激光器到反射物体的距离d=光速c×t\2 。

激光雷达的原理和应用

激光雷达的原理和应用

激光雷达的原理和应用1. 激光雷达的原理激光雷达(Laser Detection and Ranging)是一种测距仪器,利用激光束进行测距和物体探测的技术。

它通过发射一束脉冲光束,并通过接收反射的光束来测量目标物体的距离、位置和速度。

激光雷达的工作原理可以分为三个主要步骤:发射、接收和信号处理。

1.1 发射激光雷达通过激光器发射一束脉冲光束。

激光束具有高的方向性和能量浓度,能够准确地指向目标物体,并且能够在强日光等外界光线的干扰下工作。

1.2 接收激光雷达在发射光束后,通过接收器接收反射光束。

接收器通常采用光电二极管或光电倍增管等光电转换器件,用于将接收到的光信号转换为电信号。

1.3 信号处理激光雷达对接收到的光信号进行处理,主要包括测量目标物体距离、位置和速度等参数。

信号处理过程包括时间测量、幅度分析、数据处理和滤波等步骤,以获取准确的目标信息。

2. 激光雷达的应用激光雷达在各个领域有着广泛的应用,以下为几个常见领域的应用示例:2.1 自动驾驶激光雷达在自动驾驶系统中起着重要的作用。

通过激光雷达可以实时获取周围环境的三维信息,如道路、障碍物和行人等,从而帮助车辆进行准确的定位、避障和路径规划。

激光雷达的高精度和高分辨率使其成为自动驾驶系统中不可或缺的传感器之一。

2.2 环境感知激光雷达在环境感知领域有着广泛的应用。

在工业自动化、机器人导航、室内定位等领域,激光雷达可以通过扫描周围环境,获取物体的距离、形状和位置等信息,从而帮助机器人或设备进行定位、导航和操作。

2.3 三维建模激光雷达可以通过测量物体表面的距离和形状,生成三维点云数据,从而实现对物体的三维建模和重建。

在建筑、文物保护、工程测量等领域,激光雷达可以高效地获取真实场景的三维模型,为相关应用提供准确的数据支持。

2.4 智能交通激光雷达在智能交通系统中的应用越来越广泛。

通过安装激光雷达设备,可以实时监测道路交通状况,检测车辆的物体和速度,从而实现交通流量统计、违章检测和事故预警等功能。

高精度激光雷达测绘技术的工作原理和应用优势介绍

高精度激光雷达测绘技术的工作原理和应用优势介绍

高精度激光雷达测绘技术的工作原理和应用优势介绍激光雷达是一种利用激光束测量距离和获取地物三维信息的高精度测绘技术。

它通过发射激光束至地面或目标物体,接收激光的反射信号来实现测量。

近年来,随着科技的不断进步,高精度激光雷达已经广泛应用于地理信息、测绘、自动驾驶等领域。

本文将从工作原理和应用优势两方面介绍高精度激光雷达测绘技术。

一、工作原理高精度激光雷达测绘技术的工作原理主要包括三个步骤:发射、接收和数据处理。

1. 发射:激光雷达通过激光器发射一束脉冲激光,激光的波长可以根据具体需求选择,一般为红外激光。

激光束在空气中传播,当遇到地面或目标物体时,会被反射回来。

2. 接收:激光雷达接收回波信号,通过光电探测器将光信号转换为电信号。

接收到的电信号包含了激光束传播的时间和反射点的位置信息。

3. 数据处理:接收到的电信号经过放大、滤波、时标处理等步骤后,通过时间差测量(Time of Flight)原理计算出激光束从发射到反射的时间,再乘以光速即可得到地面或目标物体与激光雷达的距离。

通过多个测量点的距离和角度信息,可以构建出地物的三维模型。

二、应用优势高精度激光雷达测绘技术具有以下几个显著的应用优势:1. 高精度性:激光雷达具有高精度的测量能力,可以实现厘米级的测量精度。

这使得激光雷达在地理信息系统、城市规划等领域的应用中具有重要意义。

通过精确测量地面和地物的位置信息,可以提供准确的地理数据支持。

2. 宽视场:激光雷达具备宽视场的特点,可以在短时间内获取大范围的地物信息。

相较于传统测绘方法,激光雷达测绘在效率上具有明显优势。

这使得激光雷达在地形测量、城市建设规划等领域的应用中广受青睐。

3. 非接触式测量:激光雷达测绘技术采用非接触式测量方式,可以在不接触地表或目标物体的情况下完成测量。

这种特点使得激光雷达在危险区域、难以接近的地区或条件恶劣的环境下得以应用,例如探测山体滑坡、测量陡峭悬崖等。

4. 实时性与高效性:高精度激光雷达可实现实时数据采集与处理,快速生成地物三维模型。

激光雷达的工作原理与应用

激光雷达的工作原理与应用

激光雷达的工作原理与应用激光雷达(Lidar)是一种利用激光发射器和接收器来测量距离、速度和方向等信息的远距离感知技术。

激光雷达在自动驾驶、机器人导航、环境监测和三维建模等领域都有广泛的应用。

本文将介绍激光雷达的工作原理、组成结构和应用。

一、激光雷达的工作原理激光雷达利用激光器发射一束高强度激光束,通过接收反射回来的激光信号来进行测量。

其工作原理可以简单地分为三个步骤:发射、接收和信号处理。

1. 发射:激光雷达通过激光器发射一束脉冲激光光束。

这个激光光束通常是红外线激光,因为红外线光在大气中传播损耗小。

2. 接收:激光光束照射到目标物体上,并被目标物体表面反射。

激光雷达的接收器接收反射回来的激光信号。

3. 信号处理:接收到的激光信号通过光电二极管(Photodiode)或光纤传感器转换成电信号。

然后,这些电信号经过放大、滤波和数字化等处理,得到目标物体的距离、速度和方向等信息。

二、激光雷达的组成结构激光雷达通常由发射器、接收器和信号处理器等组成。

1. 发射器:激光雷达的发射器是用来发射激光脉冲的关键部件。

发射器通常由激光二极管或固体激光器等构成。

激光发射的功率和频率会影响到测量距离和精度。

2. 接收器:激光雷达的接收器是用来接收反射回来的激光信号的部件。

接收器通常包括光电二极管或光纤传感器等。

接收器的灵敏度和抗干扰性会影响到激光雷达的性能。

3. 信号处理器:激光雷达的信号处理器负责接收、放大和数字化等处理激光信号。

信号处理器通常包括模拟信号处理电路和数字信号处理电路。

通过信号处理,可以提取目标物体的距离、速度和方向等信息。

三、激光雷达的应用激光雷达具有高精度、远距离、快速测量和全天候工作等特点,因此在各个领域都有广泛的应用。

1. 自动驾驶:激光雷达是自动驾驶系统中的重要传感器之一。

它可以实时获取道路和障碍物的信息,帮助车辆进行精确的定位和避障。

2. 机器人导航:激光雷达在机器人导航中扮演着关键的角色。

激光雷达技术的原理与应用

激光雷达技术的原理与应用

激光雷达技术的原理与应用激光雷达作为一种先进的探测技术,可以帮助我们获取高精度的空间数据,并广泛应用于无人车、无人机等领域。

本文将介绍激光雷达的原理,并结合其实际应用进行讨论。

一、激光雷达的原理激光雷达的工作原理主要是利用激光束扫描目标物体并测定回波时间,进而获取空间物体的距离、方向和速度等信息。

整个过程可以分为激光器、扫描器、探测器三个模块。

1. 激光器激光雷达使用的激光器是一种高频脉冲激光器。

简单来说,就是通过电能转化为激光能量,然后将能量发射出去。

发射出去的激光束通过凸面反射镜反射出去,形成一个非常狭窄的激光束。

2. 扫描器扫描器是激光雷达的核心部分,它能够将激光束在空间中“扫描”,记录下每个位置的数据信息。

扫描器通常由两个部分组成:一个是旋转镜,另一个是一个固定的反射镜。

旋转镜的作用是将激光束扫描到固定的角度,然后通过反射镜将激光束反射到探测器上。

由于旋转镜的快速旋转,激光束可以在非常短的时间内扫描整个空间。

3. 探测器探测器是用于接收激光束反射回来的信号,并将信号转换为数字数据的设备。

探测器会记录下激光束反射回来的时间,然后根据时间差计算出物体与激光雷达之间的距离。

此外,探测器还可以记录激光束的强度、速度等信息,进一步提高数据的精度和准确性。

二、激光雷达的应用1. 无人驾驶激光雷达技术在无人驾驶领域得到了广泛应用。

无人车需要不断扫描周围的环境,绘制出每个物体的精确位置、大小、形状等信息,以便准确判断车辆的运动轨迹和安全距离。

激光雷达技术可以提供高精度的探测数据,帮助无人驾驶系统不断进行实时分析和决策。

2. 智能家居激光雷达技术还可以应用于智能家居领域。

例如,基于激光雷达扫描数据的智能家居安全系统可以监测家庭内的人员活动和异常情况。

智能家居设备可以从激光雷达数据中获取人员的位置、体型、行动轨迹等信息,然后进行分析和判断,对异常情况进行警报。

3. 无人机激光雷达技术还可以应用于无人机的探测和测量领域。

激光雷达传感器

激光雷达传感器
20XX年
激光雷达传 感器
-
1 激光雷达传感器原理 2 激光雷达传感器应用 3 发展趋势
激光雷达传感器
1
激光雷达 传感器 2
3
激光雷达传感器是一种高级的传感器技术,它利用激 光雷达(Light Detection and Ranging)系统来探测 和测量环境
这种传感器可以发射激光束,并接收和分析反射回来 的光束,通过计算光束往返的时间,确定目标的距离、 方向和高度等信息
下面我们将详细介绍激光雷达传感器的原理、应用和 发展趋势
1 激光雷达传感器原理
激光雷达传感器原理
激光雷达传感器主要由激光 发射器、接收器、信号处理 器和控制系统组成。激光发 射器发射出特定波长的激光 束,然后通过接收器接收反 射回来的激光束,并进行分 析和处理。通过测量光束往 返的时间,可以计算出目标 物体的距离。同时,通过对 反射回来的光束的方向和强 度进行分析,可以确定目标
度和自动化水平
02
机器人
激光雷达传感器也 被广泛应用于机器 人领域。通过安装 机器人头部的激光 雷达传感器,可以 实现机器人的自主 导航、避障、物体 识别等功能,提高 机器人的智能化程
度和自动化水平
03
安全监控
激光雷达传感器可 以安装在建筑物的 墙壁或屋顶上,用 于安全监控。通过 实时监测周围环境 的变化,可以及时 发现异常情况,如 入侵者、火灾等,
-
感谢观看
20XX年XX月
地应用于各个领域
更高的智能化程度
未来的激光雷达传感器将会更 加智能化,能够实现更多的功 能和应用。例如,将人工智能 算法应用于数据处理和分析, 提高识别准确率和反应速度等
更广泛的应用领域
随着应用需求的不断增长,激 光雷达传感器的应用领域也将 会越来越广泛。例如,在智能 交通、智慧城市、航空航天等

激光雷达 报告

激光雷达 报告

激光雷达概述激光雷达是一种利用激光技术进行测距和探测的装置。

它可以通过发射激光束,并测量激光束返回的时间来计算目标物体的距离。

因为激光束是一束聚焦的光线,所以激光雷达具有较高的精度和分辨率。

本报告将介绍激光雷达的原理和应用。

原理激光雷达的工作原理是利用激光束在空气中传播的速度非常快,并且可以被反射回来。

激光雷达会发射一束激光光束,并通过接收器接收光束返回的信号。

通过测量激光束从发射到返回所需的时间,我们可以计算目标物体与激光雷达之间的距离。

步骤1.发射激光束:激光雷达通过激光发射器发射一束激光光束。

2.接收返回信号:激光束会在与目标物体相交时被反射回来,并被激光雷达的接收器接收。

3.计算时间:激光雷达会记录激光束从发射到返回所需的时间。

4.计算距离:根据光速和时间,激光雷达可以计算出目标物体与激光雷达之间的距离。

5.多点扫描:为了获取目标物体的形状和位置信息,激光雷达可以进行多点扫描,通过在不同方向上发射激光束并接收返回信号,来获取目标物体的三维坐标。

应用激光雷达在许多领域都有广泛的应用:1.自动驾驶汽车:激光雷达在自动驾驶汽车中起着至关重要的作用。

它可以帮助汽车感知周围环境,包括其他车辆、行人、路标等,从而辅助自动驾驶系统做出正确的决策。

2.机器人导航:激光雷达可以用于机器人导航和定位。

通过扫描周围环境,机器人可以获取周围物体的位置和形状信息,并根据这些信息进行路径规划和避障。

3.三维建模:激光雷达可以用于三维建模和测量。

通过多点扫描,激光雷达可以获取目标物体的三维坐标,从而实现对目标物体的精确测量和建模。

4.环境监测:激光雷达可以用于环境监测和勘测。

它可以帮助科学家和工程师测量地形、建筑物、森林等的形状和高度信息,从而为环境保护和城市规划提供数据支持。

结论激光雷达是一种广泛应用于测距和探测的技术装置。

它通过测量激光束的发射和返回时间来计算目标物体的距离,具有高精度和高分辨率。

激光雷达在自动驾驶汽车、机器人导航、三维建模和环境监测等领域都发挥着重要作用。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

激光自20世纪被人类发明以来,它的优势在各方面都得到了认可,也成为了继核能、半导体和电子计算机之后,人类又一重大科技成果。

激光雷达是激光技术与传统雷达相结合的产物,它集合了激光技术与雷达技术一系列特点,将光、机、电融合一体,形成具有独特性能的崭新雷达体制,是一种将激光束作为新的探测信号主动式的现代光学遥感技术。

激光技术产生和发展,为雷达提供了一种更为理想的辐射源,使激光雷达得以迅速发展。

本文从激光雷达结构出发,介绍激光雷达工作原理与特点,然后阐述激光雷达在军事、大气水域监测、建模与测绘以及航天工程中的应用,尤其是近年来最热门的无人驾驶汽车上的应用。

1 激光雷达工作原理1.1 激光雷达概念激光雷达是传统雷达与激光技术相结合的产物,是以激光束作为信息载体,可以用相位、频率、偏振和振幅来搭载信息的主动式雷达。

激光雷达发射激光束频率较传统雷达高几个数量级,故频率量变使得激光雷达技术产生了质的变革;又由于激光具有高亮度性、高方向性、高单色性和高相干性特点,所以激光雷达能够精确测距、测速和跟踪,还具有很高角分辨率、速度分辨率和距离分辨率,对更小尺度的目标物也能产生回波信号,在探测细小颗粒有着特有优势。

1.2 激光雷达工作原理激光雷达一般由激光发射机、激光接收机、光束整形和激光扩束装置、光电探测器、回波检测处理电路、计算机控制和信息处理装置和激光器组成;激光雷达结构和工作原理如图1所示。

激光雷达是以激光器作为辐射源,通过激励源激励,发出空间呈高斯分布的激光束,为了能得到质量更好的激光束,经由光束整形和激光扩束装置,使激光束空间分布均匀,加大了激光作用距离;整形和扩束好的激光束作为激光雷达探测信号,以大气为传播媒介,辐射到目标物表面上;激光接收机接收目标物反射和散射信号,光信号经由光电探测器转变为电信号,回波检测处理电路从传来的电信号中分出回波信号和杂波干扰脉冲,并放大回波信号,将回波信号送往计算机进行数据采集与处理,提取有用信息。

(南宁师范大学 物理与电子学院,南宁 530299)摘 要:激光雷达以其特点和技术优势,在军事和民用上得到广泛应用。

基于此,主要介绍了激光雷达工作原理、特点以及激光雷达在军事、大气水域监测、建模与测绘、航天工程中的应用,阐述说明近年来最热门的无人驾驶汽车中激光雷达应用方法,并对激光雷达未来进行展望。

关键词:激光雷达 工作原理 特点应用图1 激光雷达结构及工作原理图雷达探测、跟踪以及识别未知情况下目标物体作准备。

2 激光雷达特点激光雷达的一些特点远远超过其他雷达,这些技术优势显著,如采集数据密度大、精度高、分辨率高以及探测距离远,使其在很多工作领域内得到普遍应用。

激光雷达与普通雷达各方面能力对比,如表1所示。

激光雷达的信号源发射的信号波束窄、探测数据多,与其他雷达比拟采集数据量更大,每秒可对数十万个点进行测量,有利于真实物体表面还原与建模。

根据具体工作情况与工作内容,可调节点采集间距,提高工作效率与工作适用性。

激光雷达的探测距离相比普通雷达来说要远,根据激光雷达性能,探测距离可达数千米,如美国麻省理工学院林肯实验室所研制的“火炮”激光雷达,其作用距离可达到800km。

由于激光波长短、频率高,激光雷达的测量精度得到极大提升。

在测速上,其最小测量速度可以达到0.003cm/s;在测距上,测距精度可接近米量级;在测角上,精度也很高,可接近乃至到达分的量级。

例如光束发散角10°,测角偏差不会大于1°。

激光雷达在角分辨率、速度分辨率以及距离分辨率也是其他雷达所不能比拟的。

激光雷达能同时追踪两个或两个以上目标,分辨率不会有所下降。

激光雷达能够大规模应用也是得益于激光雷达分辨率高的特点。

激光雷达体积小、质量轻,相比普通雷达以吨计质量、复杂构造、庞大体积,激光雷达有利于运输与维修,架设、拆收都很方便,在战争中不会被敌军轻易发现破坏。

质量轻的激光雷达甚至可以单人手持使用。

激光雷达质量轻、体积小特点,使其普遍安装在飞行器机体上,不占用太多有限空间,可对地面进行低空探测。

激光雷达隐蔽性好,抗干扰能力强。

激光是沿直线传播,传播路径确定,具有方向性好、光束窄特点,想要发现和截获激光信号非常困难。

激光雷达不需要普通雷达大的发射和接收口径,就能获得高精度测量数据。

由于激光雷达接收和发射部分口径小的特点,干扰信号极难进入,因此十分合适在军事上应用。

激光雷达探测方式是主动式的,相对于普通雷达被动式,不轻易受地物回波、自然光、太阳高度角限制和影响,可以24h全天候作业。

3 激光雷达应用发展现状3.1 激光雷达在军事上的应用军事上,激光雷达用于侦察成像、障碍物躲避、化学试剂探测、水雷探测和武器制导等。

在侦察成像方面,激光雷达工作波长短、多普勒频移灵敏度高,所以具备极高的角分辨率、速度分辨率和距离分辨率,获得目标图像的清晰度远非其他雷达所能相比的。

在水雷探测方面,美国的Kaman宇航公司研制了“魔灯”水雷探测激光雷达,并在海湾战争期间成功地发现水雷,让美军损失降到最低。

在武器制导方面,激光雷达分辨率高,热能辐射干扰小,命中目标概率得到极大提高。

3.2 激光雷达在大气水域监测上的应用激光雷达在大气监测应用上效果出众,对气象研究、海洋次表层温度;利用布里渊散射可测温度、海洋声速和盐度;利用荧光效应测量因各种事故造成泄露在海面上的油气。

3.3 激光雷达在建模与测绘上的应用激光雷达测绘技术能提高测绘速率和精度,使测绘成本大大降低。

激光雷达在工程测绘中的应用,要结合GPS和INS这两种技术,以达到对测绘目标形态和空间分布的展现。

在建模方面,激光雷达能将获取到的点云数据进行处理建模,从而达到实际应用需求。

在数字城市领域,将三维点云数据用于城市建筑物建模,是数据城市建设运用的一种新技术手段;文物三维模型准确地记录了文物精确几何信息,对于文物保护和修复起到了重要作用;点云数据构建的三维人体模型是人体模型建模的一种新的技术手段。

3.4 激光雷达在航天工程中的应用激光雷达在航天工程中的应用也很普遍。

因为激光在宇宙中衰减程度比在大气传播弱,有利于激光雷达获取地外星体表面特征数据,建立清晰三维地表图,有利于减少航天器在外星球登陆时事故发生率。

激光雷达也常应用在空中交会对接中,用于精确测定两大航天器间速度、距离以及视线角等参数。

我国神舟八号与天宫一号的空中交会对接,神舟八号上的激光雷达在对天宫一号搜索、捕获与测量上发挥了重要作用,使中国在航天工程领域与西方国家之间差距得以缩小。

3.5 激光雷达在无人驾驶汽车上的应用激光雷达技术是无人驾驶汽车关键技术之一。

无人驾驶汽车上的激光雷达第一个作用是定位。

百度、谷歌和通用等公司是利用激光雷达即时定位与地图构建技术;SLAM 技术与激光雷达精度高、对动静状态下的环境变化快速响应等特点相结合,在无人驾驶汽车行驶过程中,SLAM技术会对沿途环境特征提取并进行增量式地图构建,形成局部地图,并与已有全局地图环境数据信息相关联,实时更新全局地图;在全局地图上加入新的环境信息,实现精确导航与厘米级定位。

激光雷达SLAM技术的弊端是需要提早做好激光雷达地图,也就是全局地图。

激光雷达在无人驾驶汽车上第二个作用是对目标进行分类识别,如四周车辆、车道线、斑马线、路沿和红绿灯等。

波激光信号强度不同,达数据相融合。

有毫米波雷达、摄像头等传感器,它们相互协调、共同作用,获取无人驾驶汽车周围各方面数据。

通用无人车概念如图2所示,它具有5个激光雷达、21个毫米波雷达和16个摄像头。

图2 通用无人车概念图4 结语激光雷达具有采集数据密度大、精度高、分辨率高以及抗干扰能力强等特点,但是激光雷达也存在缺点,如在雨、雾何大雪等恶劣气候条件下或对激光反射强度较弱的物体,都有可能使激光雷达精度、分辨率降低,对激光雷达应用产生影响。

为了提高激光雷达性能,可以加强激光雷达空间扫描能力;或研制新型激光器,能发射高质量的激光信号;或设计出一种专门针对激光回波信号处理的新技术等。

展望未来,激光雷达都会在长时间内,对人们生产、生活产生深远影响。

精度研究[J].中国激光,2011,(5):234-240.[3]刘斌,张军,鲁敏,等.激光雷达应用技术研究进展[J].激光与红外,2015,(2):117-122.[4]卢乃锰,闵敏,董立新,等.星载大气探测激光雷达发展与展望[J].遥感学报,2016,(1):1-10.[5]张海峰,程志恩,李朴,等.激光雷达合作目标设计及其在空间交会对接中的应用[J].红外与激光工程,2015,(9):2556-2561.[6]李晨曦,张军,靳欣宇,等.激光雷达SLAM技术及其在无人车中的应用研究进展[J].北京联合大学学报,2017,(4):61-69.Laser Radar Operating Principle and Development StatusMENG Qinghua, LIN Hui, WANG Ge, FAN Dongxin (College of Physics and Electronics, Nanning Normal University, Nanning 530299)Abstract: Lidar is widely used in military and civilian applications due to its characteristics and technical advantages. Based on this, the working principle and characteristics of laser radar and the application of laser radar in military, atmospheric water monitoring, modeling and mapping, and aerospace engineering are introduced. The application of laser radar in the most popular driverless vehicles in recent years is explained. And look forward to the future of laser radar.Key words: lidar, working principle, characteristic application(上接第154页)中易燃易爆的安全隐患,该项技术适用于精细部件清洗。

3 结语当前盾构机再制造清洁系统设计比较简单,仍然需要大量人工劳动,因此急需更加高效、无污染且人性化的方法,再制造厂家可以自主设计包含多种清洗方式的专用清洗生产线,实现流水线式清洗;同时,可以引入清洁机器人来清洗复杂结构部件。

相关文档
最新文档