激光雷達(dá)的最大優(yōu)勢：三維點云建模

激光雷達(dá)（英文Lidar），英文全稱為Laser Detecting and Ranging，即激光探測和測距。

與雷達(dá)工作原理類似，激光雷達(dá)通過發(fā)射和接收激光束。

通過測量激光信號的時間差和相位差來確定距離，通過水平旋轉(zhuǎn)掃描來測角度，并根據(jù)這兩個參數(shù)建立二維的極坐標(biāo)系，再通過獲取不同俯仰角度信號獲得三維中的高度信息。

高頻激光可在一秒內(nèi)獲取大量（約150萬個）的位置點信息（稱為點云），并根據(jù)這些信息進(jìn)行三維建模。

除了獲得位置信息外，激光信號的反射率可以區(qū)分目標(biāo)物質(zhì)的不同材質(zhì)。激光雷達(dá)的維度（線束）越多，測量精度越高。

由于激光頻率高，波長短，所以可以獲得極高的角度、距離和速度分辨率。

距離和速度分辨率高，意味著可以利用多譜勒成像技術(shù)，創(chuàng)建出目標(biāo)清晰的3D圖像，這就是激光雷達(dá)最大的優(yōu)勢。

在激光問世的第二年（1961年），就有人提出了激光雷達(dá)的設(shè)想，在1971年阿波羅15號任務(wù)中，美國宇航員使用激光高度計來繪制月球表面，讓人們認(rèn)識到激光雷達(dá)的準(zhǔn)確性和實用性，得到了廣泛的關(guān)注。

世界第一款汽車用激光雷達(dá)是美國Velodyne公司生產(chǎn)的64線激光雷達(dá)，首次亮相于2005年無人駕駛挑戰(zhàn)賽。

四大系統(tǒng)，八個指標(biāo)：

激光雷達(dá) = 激光發(fā)射+激光接收+信息處理+掃描系統(tǒng)

下圖所示為激光雷達(dá)系統(tǒng)組成：

激光發(fā)射系統(tǒng)：激勵源周期性地驅(qū)動激光器，發(fā)射激光脈沖，激光調(diào)制器通過光束控制器控制發(fā)射激光的方向和線數(shù)，最后通過發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)，將激光發(fā)射至目標(biāo)物體；

激光接收系統(tǒng)：經(jīng)接收光學(xué)系統(tǒng)，光電探測器接受目標(biāo)物體反射回來的激光，產(chǎn)生接收信號；

信息處理系統(tǒng)：接收信號經(jīng)過放大處理和數(shù)模轉(zhuǎn)換，經(jīng)由信息處理模塊計算，獲取目標(biāo)表面形態(tài)、物理屬性等特性，最終建立物體模型。

掃描系統(tǒng)，以穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)起來，實現(xiàn)對所在平面的掃描，并產(chǎn)生實時的平面圖信息。

一般用以下八個技術(shù)指標(biāo)來評價激光雷達(dá)：

最大輻射功率：決定是否需要防護(hù)

水平視場：是否360度全視角旋轉(zhuǎn)

垂直視場：俯仰角角度（30度/15度）

光源波長：光學(xué)參數(shù)（納米級別）

測量距離：是否滿足長距離探測（200米）

測量時間和幀頻率：激光返回一圈的時間

縱向和水平分辨率：對算法影響大，精度越高越貴

測距精度：厘米級