激光雷達的認知1.激光雷達的定義目錄CONTENTS2.激光雷達的歷史3.激光雷達的工作方式4.點云的概念5.激光雷達的優(yōu)點6.激光雷達的缺點激光雷達的定義激光雷達是LiDAR（LightDetectionandRanging），以激光束為信息載體，利用相位、振幅、頻率等來搭載信息，并將輻射源頻率提高到光頻段，能夠探測極微小的目標。武漢激光雷達站激光雷達的定義激光雷達波長在1550nm左右，參考電磁波波長譜，可以發(fā)現(xiàn)激光雷達發(fā)射的激光在紅外線范圍之內(nèi)，而毫米波波長在毫米級別（1mm-10mm），其波長遠遠大于激光雷達的激光。電磁輻射波普激光雷達的歷史激光雷達波長在1550nm左右，參考電磁波波長譜，可以發(fā)現(xiàn)激光雷達發(fā)射的激光在紅外線范圍之內(nèi)，而毫米波波長在自上世紀60年代激光被發(fā)明不久，激光雷達就大規(guī)模發(fā)展起來。激光成為真正的推動者，使得激光雷達變得既便宜又可靠，使得與其他傳感器技術(shù)相比更具有競爭力。激光雷達開始在可見光區(qū)域工作（紅寶石激光器），而后是近紅外區(qū)（Nd：YAG激光器），最后是在紅外區(qū)域（CO2激光器）。目前，很多激光雷達工作在對人眼無害的近紅外區(qū)域。基于激光雷達原理，OCT和數(shù)字全息等許多新的技術(shù)逐漸受到重視。毫米級別（1mm-10mm），其波長遠遠大于激光雷達的激光。車用激光雷達發(fā)展示意圖激光雷達的歷史激光雷達技術(shù)發(fā)展歷程示意圖◆1968年，世界上第一個激光海水深度測量系統(tǒng);◆

20世紀70年代末，具有掃描和高速數(shù)據(jù)記錄能力的機載海洋激光雷達;◆1980年，繪制出水深小于10m的海底地貌;◆

1984年，由于當(dāng)時激光雷達系統(tǒng)較為原始，無法檢測識別低于8m的樹木;◆

20世紀90年代后期，形成機載激光掃描儀;激光雷達的歷史激光雷達技術(shù)發(fā)展歷程示意圖◆

1993年，德國出現(xiàn)首個商用機載激光雷達系統(tǒng);◆1995年，機載激光雷達設(shè)備實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn);◆20世紀90年代，星載激光雷達的研制和應(yīng)用;◆2003年，正式將地學(xué)激光測高儀列入地球觀測系統(tǒng)中;◆2018年，單光子激光雷達傳感器。激光雷達的歷史（國內(nèi)）主動成像的連續(xù)光源三維激光雷達:浙江大學(xué)，采用余弦調(diào)制的連續(xù)光源的余弦一方波相關(guān)鑒相法，研制成功了無掃描三維激光雷達，并對15米處的自標進行了探測,測距精度為28厘米。點掃描三維激光雷達:2005年，國防科技大學(xué)的胡春生博士和秦石喬教授，研制成功了一種單點二維掃描方式的三維激光雷達，該系統(tǒng)采用了半導(dǎo)體激光器為光源，APD為接收器，作用距離為24米，能夠以30Hz幀率成16x101分辨率圖像，采樣率約為48.5kz，測距精度為9.2厘米。浙江大學(xué)項志宇等人用已有的單點激光雷達改裝制作了200*361像素，0.8Hz幀率，采樣率約57.8KHz，目標距離8米時測距精度為3厘米。激光雷達的工作方式激光雷達是一種采用非接觸激光測距技術(shù)的掃描式，主動傳感器，通過向被測目標發(fā)射探測信號（激光束），然后通過搜集反射回來的光束形成點云和獲取數(shù)據(jù)，測量反射或散射信號的到達時間、強弱程度等參數(shù)，數(shù)據(jù)經(jīng)光電處理后可生成為精確的三維立體圖像，以此確定目標的距離、方位、運動狀態(tài)及表面光學(xué)特性。激光雷達的工作方式高頻激光可在1s內(nèi)獲取大量（10^6-10^7

數(shù)量級）的位置信息，激光雷達采集到的物理信息呈現(xiàn)出一系列分散的、具有準確角度和距離信息的點，被稱為點云，并根據(jù)這些信息進行三維建模。除了獲得位置信息外，它還可通過激光信號的反射率初步區(qū)分不同材質(zhì)。通過激光雷達獲取的環(huán)境點云，可以準確地獲得高精度的空間環(huán)境信息，測距精度達厘米級。激光雷達的優(yōu)點

（1）探測范圍廣。探測距離可達300m以上。駕駛輔助系統(tǒng)——前瞻性激光雷達激光雷達的優(yōu)點（2）分辨率高。激光雷達可以獲得極高的距離、速度和角度分辨率。距離分辨率可達0.1m；角度分辨率能達10m/s以內(nèi)；角度分辨率不低于0.1rad，能分辨3km距離內(nèi)相距0.3m的兩個目標，并可同時跟蹤多個目標。距離和速度分辨率高，意味著可以利用距離-多普勒成像技術(shù)來獲得目標的清晰圖像。分辨率高，是激光雷達的最顯著的優(yōu)點，其多數(shù)應(yīng)用都是基于此。激光雷達的優(yōu)點（3）信息量豐富?？芍苯荧@取探測目標的距離、角度、反射強度、速度等信息，生成目標多維度圖像。固態(tài)激光雷達激光雷達的優(yōu)點（4）可全天候工作。激光主動探測，不依賴于外界光照條件或目標本身的輻射特性，它只需發(fā)射自己的激光束，通過探測發(fā)射激光束的回波信號來獲取目標信息。固態(tài)激光雷達激光雷達的優(yōu)點（5）隱蔽性好，抗干擾能力強。激光式線性傳輸?shù)?，具有良好的方向性和窄光束。激光雷達的優(yōu)點（6）低空探測性能好，微波雷達由于各種地面回波的影響，在低空一定區(qū)域存在盲區(qū)。而對于激光雷達來說，只有被照射的目標才會產(chǎn)生反射，完全不存在低物回波的影響，因此可以“零高度”工作，低空探測性能較微波雷達強了許多。超低空目標預(yù)警雷達車激光雷達的優(yōu)點（7）體積小、重量輕。通常普通微波雷達的體積龐大，整套系統(tǒng)質(zhì)量數(shù)以噸記，光天線口徑就達幾米甚至幾十米。而激光雷達就要輕便、靈巧的多，發(fā)射望遠鏡的口徑一般只有厘米級，整套系統(tǒng)的質(zhì)量最小的只有幾十公斤，架設(shè)、拆收都很簡便。而且激光雷達的結(jié)構(gòu)相對簡單，維修方便，操縱容易，價格也較低。激光雷達的缺點（1）受天氣和大氣影響大。激光一般在晴朗的天氣里衰減較小，傳播距離較遠。而在大雨、濃煙、濃霧等壞天氣里，衰減急劇加大，傳播距離大受影響，同時大氣環(huán)流還會使激光光束發(fā)生畸變、抖動等直接影響激光雷達的測量精度。激光雷達的缺點（2）不易識別交通標志和交通信號燈。（3）工藝要求高，造價昂貴。2023感謝您的聆聽激光雷達的分類1.按工作介質(zhì)分類目錄CONTENTS2.按功能分類3.按有無旋轉(zhuǎn)部件分類4.按線束分類5.按激光波段分類6.按激光發(fā)射波分類按工作介質(zhì)分類全固態(tài)激光雷達傳感器氣體激光雷達半導(dǎo)體激光雷達二極管激光泵浦固體激光雷達按工作介質(zhì)分類（1）固體激光雷達。固體激光雷達就是指沒有運動部件的激光雷達，也叫做固態(tài)激光雷達。它具有結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、壽命高、成本低等優(yōu)點。按工作介質(zhì)分類（2）氣體激光雷達。氣體激光雷達以CO2激光雷達為代表。激光脈沖在大氣層中行進，一方面被氣溶膠散熱，另一方面被大氣物質(zhì)吸收，氣體激光雷達所提取的信息正是表現(xiàn)為CO2氣體對激光脈沖能量的吸收。在激光雷達吸收探測系統(tǒng)中，既利用了氣溶膠散熱形式的回波，又利用了氣體吸收而獲得CO2的信息，其吸收信號的強弱反映了CO2濃度的大小。氣體激光雷達工作在紅外波段，大氣傳輸衰減小，探測距離遠，已經(jīng)在大氣風(fēng)場和環(huán)境檢測方面發(fā)揮了很大作用。按工作介質(zhì)分類（3）半導(dǎo)體激光雷達。半導(dǎo)體激光器又稱激光二極管，是用半導(dǎo)體材料作為工作物質(zhì)的激光器。常用工作物質(zhì)有砷化鎵、硫化鎘、磷化銦等。半導(dǎo)體激光雷達能以高重復(fù)頻率方式連續(xù)工作，具有壽命長、體積小、成本低和對人眼傷害小的優(yōu)點。按工作介質(zhì)分類（4）二極管激光泵浦固體激光雷達。二極管泵浦固體激光雷達是最近幾年成像激光雷達發(fā)展的重點,它采用高重復(fù)頻率、高峰值功率的二極管泵浦固體激光器、高靈敏度的雪崩二極管探測器,其主要優(yōu)點是體積小、價格低,可用掃描成像或非掃描成像,探測大多采用直接探測體制,在軍事和國民經(jīng)濟中都有著廣闊應(yīng)用前景。按功能分類(1)激光測距雷達：激光測距雷達是對被測物體發(fā)射激光光束并接收反射波，通過記錄該時間差來確定被測物體與測試點的距離。(2)激光測速雷達：激光測速雷達是對運動物體速度的測量，通過對被測物體發(fā)射兩次激光脈沖信號進行測距，從而得到該被測物體的移動速度。按功能分類建筑物照片（距離2km）實時建筑物強度像建筑物距離圖像距離31米水下目標水下目標強度像水下目標距離圖像（3）激光成像雷達：激光成效雷達是激光技術(shù)、雷達技術(shù)、光學(xué)掃描與控制技術(shù)、高靈敏度探測技術(shù)以及高速計算機處理技術(shù)的綜合產(chǎn)物，具有較高的角度分辨率和距離分辨率，可以形成高分辨率的三維圖像。按功能分類中國在南極中山站完成激光雷達安裝,填補大氣探測空白。（4）大氣探測激光雷達:大氣探測激光雷達：大氣探測激光雷達用于探測大氣中分子與煙霧的濃度、溫度、風(fēng)速、風(fēng)向及水蒸氣濃度，對大氣環(huán)境進行檢測，對暴風(fēng)雨、沙塵暴等災(zāi)害性天氣進行預(yù)報。按功能分類(5)跟蹤雷達：跟蹤雷達可以連續(xù)跟蹤一個目標，并測量出該目標的坐標，提供目標的運動軌跡。按有無旋轉(zhuǎn)部件分類機械激光雷達固態(tài)激光雷達混合固態(tài)激光雷達按有無旋轉(zhuǎn)部件分類(1）機械式激光雷達。機械式激光雷達指發(fā)射和接收系統(tǒng)通過不斷旋轉(zhuǎn)發(fā)射頭，將發(fā)出的激光從線變成面，并在豎直方向上排布多束激光，形成多個面，進而達到動態(tài)3D掃描并連續(xù)接受信息的目的。機械式激光雷達作為在自動駕駛車輛上最先應(yīng)用的激光雷達產(chǎn)品，具有掃描速度快，接受視場大、可承受較高的激光功率等優(yōu)點；但也具有結(jié)構(gòu)笨重、重量和體積較大、裝調(diào)工作復(fù)雜、價格高等缺點。機械激光雷達帶有控制激光發(fā)射角度的旋轉(zhuǎn)部件，體積較大，價格昂貴，測量精度相對較高，一般置于汽車頂部。機械激光雷達按有無旋轉(zhuǎn)部件分類（2）全固態(tài)激光雷達。全固態(tài)激光雷達內(nèi)部沒有運動部件，通過調(diào)節(jié)法陣陣列中每個發(fā)射單元的相位差來改變激光的出射角度。發(fā)射面陣光以二維或三維圖像為重點輸出。通過微振鏡的方式改變單個發(fā)射器的發(fā)射角度進行掃描，由此形成一種面陣的掃描視野。固態(tài)激光雷達不能進行360度旋轉(zhuǎn)，只能探測前方，因此要實現(xiàn)全方位掃描需在不同方向布置多個固態(tài)激光雷達，例如前向激光雷達和角激光雷達。目前市場上主要的全固態(tài)激光雷達產(chǎn)品有光學(xué)相控陣激光雷達、調(diào)頻連續(xù)波激光雷達、納米天線陣列激光雷達和泛光面陣式激光雷達。固態(tài)激光雷達全固態(tài)激光雷達耐久性、可靠性最佳，符合自動駕駛對雷達固態(tài)化、小型化和低成本化的需求。固態(tài)激光雷達則依靠電子部件來控制激光發(fā)射角度，不需要機械旋轉(zhuǎn)部件，故尺寸較小，可安裝于車體內(nèi)。按有無旋轉(zhuǎn)部件分類（3）混合固態(tài)激光雷達?；旌瞎虘B(tài)激光雷達沒有大體積旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，采用固定激光光源，通過內(nèi)部玻璃片旋轉(zhuǎn)的方式改變激光光束方向，能實現(xiàn)多角度檢測的需要，采用嵌入式安裝?；旌瞎虘B(tài)激光雷達按線束分類按線束分類，分為單線束激光雷達和多線束激光雷達。單線束激光雷達掃描一次只產(chǎn)生一條掃描線，其所獲得的數(shù)據(jù)為2D數(shù)據(jù)，因此無法區(qū)別有關(guān)目標物體的3D信息。多線束激光雷達掃描一次可產(chǎn)生多條掃描線，目前市場上多線束產(chǎn)品包括4線束、8線束、16線束、32線束、64線束等。2.5D激光雷達與3D激光雷達最大的區(qū)別在于激光雷達垂直視野的范圍，前者垂直視野范圍一般不超過10°，而后者可達到30°甚至40°以上，這導(dǎo)致兩者對于激光雷達在汽車上的安裝位置要求有所不同。按激光波段分類&按激光發(fā)射波分類按照激光波段分類，分為紫外激光雷達，可見激光雷達，紅外激光雷達，按照激光發(fā)射波分類，分為脈沖激光雷達，連續(xù)波激光雷達，混合型激光雷達2023感謝您的聆聽激光雷達的結(jié)構(gòu)原理1.激光雷達的結(jié)構(gòu)目錄CONTENTS2.激光雷達的技術(shù)參數(shù)3.激光雷達的工作原理激光雷達的結(jié)構(gòu)激光雷達的結(jié)構(gòu)(1)激光發(fā)射系統(tǒng)：激光發(fā)射器是激光雷達中的激光發(fā)射機構(gòu)，主要負責(zé)向目標物發(fā)出激光信號。激光發(fā)射系統(tǒng)的激勵源周期性地驅(qū)動激光器，發(fā)射激光脈沖，如每秒鐘點亮和熄滅16000次，利用激光調(diào)制器通過光束控制器控制發(fā)射激光地方向和線數(shù)，最后通過發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)將激光發(fā)射至目標物體。激光雷達的結(jié)構(gòu)（2）激光接收系統(tǒng)：激光接收系統(tǒng)主要接收經(jīng)目標物反射之后回來的信息。激光照射到目標物以后，通過目標物物的反射光線會經(jīng)由鏡頭組匯聚到接收光學(xué)系統(tǒng)光電探測器上，產(chǎn)生接收信號。激光雷達的結(jié)構(gòu)（3）信號處理系統(tǒng)：信號處理系統(tǒng)負責(zé)控制激光器的發(fā)射、接收器收到的信號的處理，計算目標物體的距離等信息。信號處理系統(tǒng)將接收信號經(jīng)過放大處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后，由信息處理模塊計算，獲取目標表面形態(tài)、物理屬性等特征，最終建立物理模型。激光發(fā)射系統(tǒng)、激光接收系統(tǒng)、和信號處理系統(tǒng)3個組件構(gòu)成了測量的核心部件。激光雷達的結(jié)構(gòu)（4）掃描系統(tǒng)（控制系統(tǒng)/旋轉(zhuǎn)機構(gòu)）掃描系統(tǒng)將核心部件以穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)起來，實現(xiàn)對所在平面掃描，并產(chǎn)生實時平面圖信息。激光雷達的技術(shù)參數(shù)（1）距離分辨率：距離分辨率是指兩個目標物體可區(qū)分的最小距離。（2）最大探測距離：激光雷達的測距與目標的反射率相關(guān)。目標的反射率越高測量的距離越遠，目標的反射率越低測量的距離越近。因此在查看激光雷達的探測距離時要知道該測量距離是目標反射率為多少時的探測距離。最大探測距離通常需要標注基于某一個反射率下的測得值，例如白色反射體大概70%反射率，黑色物體7%～20%反射率。激光雷達的技術(shù)參數(shù)（3）測距精度：

測距精度是指對同一目標進行重復(fù)測量得到的距離值之間的誤差范圍。（4）測量幀頻：

測量幀頻與攝像頭的幀頻概念相同，激光雷達成像刷新幀頻會影響激光雷達的響應(yīng)速度，刷新率越高，響應(yīng)速度越快。（5）數(shù)據(jù)采樣率：

數(shù)據(jù)采樣率是指每秒輸出的數(shù)據(jù)點數(shù)，等于幀率乘以單幅圖像的點云數(shù)目，通常數(shù)據(jù)采樣率會影響成像的分辨率，特別是在遠距離，點云越密集，目標呈現(xiàn)就越精細。激光雷達的技術(shù)參數(shù)（6）角度分辨率：角度分辨率是指掃描的角度分辨率，等于視場角除以該方向所采集的點云數(shù)目，因此本參數(shù)與數(shù)據(jù)采樣率直接相關(guān)。角分辨率分為水平分辨率和垂直分辨率。水平分辨率可以做的很高，一般為0.01度級別。垂直分辨率與發(fā)射機幾何大小相關(guān)，也與其排布有關(guān)系，相鄰兩個發(fā)射器間隔做的越小，垂直分辨率也就會越小。垂直分辨率為0.1-1度的級別。激光雷達的技術(shù)參數(shù)

（7）視場角：視場角又分為垂直視場角和水平視場角，是

激光雷達的成像范圍。水平視場角是在水平方向上可以觀

測的角度范圍，旋轉(zhuǎn)式激光雷達旋轉(zhuǎn)一周為360°，所以是水平視場角為360°。垂直視場角是在垂直方向上可以觀測的角度，一般為40°。它并不是對稱均勻分布的，因為主要是需要掃描路面上的障礙物，而不是把打向天空，為了很好地利用激光，激光光束會盡量向下偏置一定的角度。而且，為了達到即檢測到障礙物，同時又能夠把激光束集中到中間重點關(guān)注的部分，來更好地檢測車輛，激光雷達地光束不是垂直均勻分布的，而是中間密，兩邊疏。以64線激光雷達的光束為例，可以看到激光雷達光束有一定的偏置，向上的角度為15°，向下為25°，且激光光束中間密集，兩邊稀疏。激光雷達的技術(shù)參數(shù)（8）波長：三維成像激光雷達最常用的波長是905nm和1550nm波長激光雷達傳感器可以以更高的功率運行，以提高探測范圍，同時對于雨霧的穿透力更強。905nm的主要優(yōu)點是硅在該波長處吸收光子，而硅基光電探測器通常比探測1550nm光所需的銦鎵砷（InGaAs）近紅外探測器便宜。激光雷達所采用的激光波長，波長會影響雷達的環(huán)境適應(yīng)性和對人眼的安全性。激光雷達的工作原理

激光雷達的工作原理與超聲波雷達

非常相近，以激光作為信號源，由

激光器發(fā)射出脈沖激光，激光束碰

到障礙物或目標物，即地面的樹木、

道路、橋梁和建筑物等，引起散射，

一部分光波會反射到激光雷達的接收器上。激光接收系統(tǒng)進行處理，從而得知從發(fā)射至被反射回來并接收之間的時間，即激光的飛行時間（TOF）。根據(jù)飛行時間，計算出從激光雷達到目標點的距離。激光雷達的工作原理激光不斷地掃描目標物，就可以得到目標物上全部目標點的數(shù)據(jù)，這些信息組成點云圖，用此數(shù)據(jù)進行成像處理后，就可得到精確的三維立體圖像。TOF激光雷達采用脈沖激光采樣，并且能嚴格控制現(xiàn)場，以減少環(huán)境光的影響。（1）三角測距法測距基本原理激光器發(fā)射激光，在照射物體后，反射光由線性CCD(電荷耦合元件,是一種半導(dǎo)體裝置，能夠把光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為電信號)接收，由于激光器和探測器間隔了一段距離，所以依照光學(xué)路徑，不同距離的物體將會成像在CCD上不同的位置。按照三角公式進行計算，就能推導(dǎo)出被測物體的距離。激光雷達的工作原理（2）飛行時間TOF法工作原理TOF（脈沖）測距是目前應(yīng)用較多的方法之一，其基本原理是在測距點向被測目標發(fā)射一束短而強的激光脈沖，激光脈沖到達目標后會反射回一部分被光功能接收器接收。根據(jù)激光遇到障礙物的折返時間，通過光速計算目標與雷達的相對距離。假設(shè)目標距離為L，激光脈沖往返的時間間隔是t，光速為c，測距公式為d=tc/2。激光雷達的工作原理激光光束可以準確測量視場中物體輪廓邊沿與設(shè)備之間的相對距離，這些輪廓信息組成點云圖并繪制出3D環(huán)境地圖。TOF法雷達可以測量的距離從原理上說，應(yīng)該更遠。實際上，在一些要求測量距離較遠的場合，比武無人駕駛汽車應(yīng)用，幾乎都是TOF雷達。激光雷達的工作原理（3）調(diào)幅連續(xù)波測距法激光器發(fā)射激光，在照射物體后，反射光由線性CCD(電荷耦合元件,是一種半導(dǎo)體裝置，能夠把光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為電信號)接收，由于激光器和探測器間隔了一段距離，所以依照光學(xué)路徑，不同距離的物體將會成像在CCD上不同的位置。按照三角公式進行計算，就能推導(dǎo)出被測物體的距離。2023感謝您的聆聽激光雷達的應(yīng)用1.激光雷達的應(yīng)用領(lǐng)域目錄CONTENTS2.激光雷達的發(fā)展趨勢3.激光雷達技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)激光雷達的應(yīng)用領(lǐng)域歷經(jīng)40余年的發(fā)展，激光雷達技術(shù)已從最初的激光測距技術(shù)，逐步發(fā)展了激光跟蹤、激光測速、激光掃描成像、激光多普勒成像等技術(shù)，因此出現(xiàn)了各種不同種類的激光雷達，被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，激光雷達在很多年前，并未被大眾所熟知，直至近年來機器人和無人駕駛技術(shù)的興起，激光雷達才逐漸進入人們的視野，在一開始激光雷達不只為機器人（包括無人駕駛）而誕生，它還被廣泛應(yīng)用于VR／AR、智慧交通、海洋探索和漁業(yè)資源監(jiān)測、3D打印等領(lǐng)域。激光雷達的應(yīng)用領(lǐng)域機器人領(lǐng)域——幫助機器人實現(xiàn)自主定位導(dǎo)航自主定位導(dǎo)航是機器人實現(xiàn)自主行走的必備技術(shù)，不管什么類型的機器人，只要涉及到自主移動，就需要在其行走的環(huán)境中進行導(dǎo)航定位，但傳統(tǒng)的定位導(dǎo)航方法由于智能化水平較低，沒有解決定位導(dǎo)航的問題，直至激光雷達的出現(xiàn)，在很大程度上化解了這個難題，機器人采用的定位導(dǎo)航技術(shù)是以激光雷達SLAM為基礎(chǔ)，增加視覺和慣性導(dǎo)航等多傳感器融合的方案幫助機器人實現(xiàn)自主建圖，路徑規(guī)劃、自主避障等任務(wù)，它是目前性能最穩(wěn)定、可靠性最強的定位導(dǎo)航方法，且使用壽命長，后期改造成本低。掃地機器人是目前單線激光雷達應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，激光雷達配合slam算法，可以讓掃地機器人在房間里實現(xiàn)智能清掃，清掃的過程中繪制地圖，實時傳輸?shù)绞謾CAPP，就算用戶不在家，也可以通過手機APP查看清掃情況，以及安排其他地方清掃。激光雷達的應(yīng)用領(lǐng)域無人機領(lǐng)域——規(guī)避障礙物目前，激光雷達在低空飛行直升機障礙物規(guī)避方面已進入實用階段，在其他軍事應(yīng)用研究領(lǐng)域也日趨成熟。直升機在進行低空巡邏飛行時，極易與地面小山或建筑物相撞。為此，研制能規(guī)避地面障礙物的直升機機載雷達是人們夢寐以求的愿望。目前，這種雷達已在美國、德國和法國獲得了成功。美國研制的直升機超低空飛行障礙規(guī)避系統(tǒng)，使用固體激光二極管發(fā)射機和旋轉(zhuǎn)全息掃描器可檢測直升機前很寬的空域，地面障礙物信息實時顯示在機載平視顯示器或頭盔顯示器上，為安全飛行起了很大的保障作用。激光雷達的應(yīng)用領(lǐng)域

無人車領(lǐng)域——自主感知道路環(huán)境及規(guī)劃路線

在無人車領(lǐng)域，激光雷達主要以多線數(shù)為主，作用與機器人

領(lǐng)域相當(dāng)，主要是幫助汽車自主感知道路環(huán)境，自動規(guī)劃行

車路線，并控制車輛到達預(yù)定的目標。激光雷達是怎么幫汽

車識別路口與方向呢？激光雷達使用的技術(shù)是飛行時間，

就是根據(jù)激光遇到障礙物后的折返時間，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(shè)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(huán)境地圖，精度可達到厘米級別，從而提高測量精度。激光雷達在智能駕駛中的應(yīng)用（1）障礙物識別。利用高精度地圖限定感興趣區(qū)域（ROI）后，基于全卷積深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)點云特征并預(yù)測障礙物的相關(guān)屬性，進行障礙物檢測與識別。（2）可通行空間檢測。利用高精度地圖限定感興趣區(qū)域后，可以對ROI內(nèi)部（比如可行駛道路和交叉口）的點云的高度及連續(xù)性信息進行判斷點云處是否可通行。激光雷達在智能駕駛中的應(yīng)用（3）高精度電子地圖與定位。激光雷達在定位中的最主要的作用就是對位置傳感器定位的校正。在運動定位中，位置傳感器提供了智能網(wǎng)聯(lián)汽車的大致的定位信息。在此基礎(chǔ)上，激光雷達從環(huán)境中感知的信息（包含點線面的幾何信息等）用來在小范圍內(nèi)和已知地圖匹配，實現(xiàn)對位置傳感器定位的校正。利用多線激光雷達的點云信息與地圖采集車載組合慣導(dǎo)的信息，進行高精地圖制作。自動駕駛汽車利用激光點云信息與高精度地圖匹配，實現(xiàn)高精度定位。激光雷達在智能駕駛中的應(yīng)用（4）障礙物軌跡預(yù)測。根據(jù)激光雷達的感知數(shù)據(jù)與障礙物所在車道的拓撲關(guān)系（道路連接關(guān)系）進行障礙物的軌跡預(yù)測，以此作為無人車規(guī)劃（避障、換道、超車等）的判斷依據(jù)。激光雷達的發(fā)展趨勢（1）激光雷達固態(tài)化。面對即將到來的自動駕駛商業(yè)化運營的階段性市場，低成本車規(guī)級的固態(tài)激光雷達需要肩負起它的使命,行業(yè)對固態(tài)激光雷達的真正量產(chǎn)期待已久。激光雷達固態(tài)化后，將消除傳統(tǒng)機械式激光雷達中存在的物理限制，并且?guī)砀叻直媛?、長距離、車規(guī)級、易量產(chǎn)以及低成本等優(yōu)勢。激光雷達的發(fā)展趨勢

（2）激光雷達與攝像頭底層融合。

兩者作為自動駕駛的核心傳感器，各自擁有獨特的優(yōu)勢，

攝像頭可以獲取真實世界中豐富的二維彩色信息，激光雷達

能夠獲取三維高精度空間信息。對于自動駕駛環(huán)境感知需求，

一方面，如果僅依靠攝像頭獲取的二維圖像，感知的可靠性

和探測的準確度都難以保證駕駛的安全性。另一方面，僅依靠激光雷達又很難對諸如交通路牌、紅綠燈等信息做出有效識別，以及對復(fù)雜障礙物進行精細化分類。通過底層深度融合LiDAR和攝像頭數(shù)據(jù)，可以發(fā)揮出更強大的感知能力。將二維彩色信息覆蓋到三維高精度空間數(shù)據(jù)上，獲得時空同步后的彩色點云數(shù)據(jù)，極大地提高了AI感知算法對目標物體的分割及分類探測距離、準確度、精細度，從而大幅提升自動駕駛車輛安全性。激光雷達的技術(shù)參數(shù)

（1）