激光的誕生,，光子入射到物質(zhì)中,，以刺激電子從較高能級過渡到較低能級，并發(fā)射光子,。當(dāng)原子處于某種激發(fā)態(tài)時(shí),，有能量合適的光子從該原子附近通過,，該原子就會釋放出一個(gè)具有同樣電勢能的光子,，從而躍遷到低能級狀態(tài),。入射光子和發(fā)射光子具有相同的波長和相位，該波長對應(yīng)于兩個(gè)能級之間的能量差,。一個(gè)光子刺激一個(gè)原子發(fā)射另一個(gè)光子,，因此產(chǎn)生兩個(gè)相同的光子，1917年,，愛因斯坦在量子理論的基礎(chǔ)上提出了一個(gè)嶄新的概念一一受激輻射:即在物質(zhì)與輻射場的相互作用中,構(gòu)成物質(zhì)的原子或分子可以在光子的激勵下產(chǎn)生光子,。激光雷達(dá)在機(jī)器人避障中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。北京三維激光雷達(dá)廠商

激光雷達(dá)的工作原理：對人畜無害的紅外光束Light Pluses發(fā)射,、反射和接收來探測物體,。能探測的對象：白天或黑夜下的特定物體與車之間的距離。甚至由于反射度的不同,，車道線和路面也是可以區(qū)分開來的,。哪些物體無法探測：光束無法探測到被遮擋的物體。車用激光雷達(dá)工作原理就是蝙蝠測距用的回波時(shí)間（Time of Flight,，縮寫為TOF）測量方法。分析目標(biāo)物體表面的反射能量大小,、反射波譜的幅度,、頻率和相位等信息，輸出點(diǎn)云,，從而呈現(xiàn)出目標(biāo)物精確的三維結(jié)構(gòu)信息,。北京三維激光雷達(dá)廠商激光雷達(dá)的工作原理基于光的傳播速度和反射原理，實(shí)現(xiàn)高精度測距,。

LiDAR的數(shù)據(jù),，三維點(diǎn)，對于旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)來說,，得到的三維點(diǎn)便是一個(gè)很好的極坐標(biāo)系下的多個(gè)點(diǎn)的觀測,，包含激光發(fā)射器的垂直俯仰角，發(fā)射器的水平旋轉(zhuǎn)角度,，根據(jù)激光回波時(shí)間計(jì)算得到的距離,。但 LiDAR 通常會輸出笛卡爾坐標(biāo)系下的觀測值，頭一是因?yàn)?LiDAR 在極坐標(biāo)系下測量效率高，也只是對于旋轉(zhuǎn)式 LiDAR,，目前陣列式 LiDAR 也有很多,。第二笛卡爾坐標(biāo)系更加直觀，投影和旋轉(zhuǎn)平移更加簡潔,，求解法向量,，曲率，頂點(diǎn)等特征計(jì)算量小,，點(diǎn)云的索引及搜索都更加高效,。對于 MEMS 式激光雷達(dá)，由于一次采樣周期為一個(gè)偏振鏡旋轉(zhuǎn)周期,，10hz 下采樣周期為 0.1 秒,，但由于載體本身在進(jìn)行高速移動時(shí)，我們需要對得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行消除運(yùn)動畸變,，來補(bǔ)償采樣周期內(nèi)的運(yùn)動,。

視場角與分辨率，激光雷達(dá)視場角分為水平視場角和垂直視場角,，水平視場角即為在水平方向上可以觀測的角度范圍,，旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)一周為 360°，所以水平視場角為 360°,。垂直視場角為在垂直方向上可以觀測的角度,，一般為 40°。而它并不是對稱均勻分布的,，因?yàn)槲覀冎饕切枰獟呙杪访嫔系恼系K物,，而不是把激光打向天空，為了良好的利用激光,，因此激光光束會盡量向下偏置一定的角度,。并且為了達(dá)到既檢測到障礙物，同時(shí)把激光束集中到中間感興趣的部分,，來更好的檢測車輛,，激光雷達(dá)的光束不是垂直均勻分布的，而是中間密,，兩邊疏,。 可以看到激光雷達(dá)的有一定的偏置，向上的角度為 15°,，向下的為 25°,，并且激光光束中間密集，兩邊稀疏,。激光雷達(dá)的耐用性保證了其在惡劣環(huán)境下的長期穩(wěn)定運(yùn)行,。

在體積限制下,，F(xiàn)lash激光雷達(dá)的功率密度不能很高。因此,，F(xiàn)lash激光雷達(dá)目前的問題是,，由于功率密度的限制，無法考慮三個(gè)參數(shù)：視場角,、檢測距離和分辨率,，即如果檢測距離較遠(yuǎn)，則需要放棄視場角或分辨率,；如果需要高分辨率,，則需要放棄視場角或檢測距離。Flash激光雷達(dá)采用面光源泛光成像,，其發(fā)射的光線會散布在整個(gè)視場內(nèi),，因此不需要折射就可以覆蓋FOV區(qū)域了，難點(diǎn)在于如何提升其功率密度從而提升探測精度和距離,，目前通常使用VCSEL光源組成二維矩陣形成面光源,。管道檢測使用激光雷達(dá)探查內(nèi)部，預(yù)防泄漏等事故,。安徽IGV激光雷達(dá)

城市規(guī)劃憑借激光雷達(dá)獲取空間數(shù)據(jù),，輔助科學(xué)規(guī)劃。北京三維激光雷達(dá)廠商

激光雷達(dá)按照測距方法可以分為飛行時(shí)間（TimeofFlight,，ToF）測距法,、基于相干探測FMCW測距法、以及三角測距法等,，其中ToF與FMCW能夠?qū)崿F(xiàn)室外陽光下較遠(yuǎn)的測程（100～250m）,，是車載激光雷達(dá)的好選擇方案。ToF是目前市場車載中長距激光雷達(dá)的主流方案,，未來隨著FMCW激光雷達(dá)整機(jī)和上游產(chǎn)業(yè)鏈的成熟,，ToF和FMCW激光雷達(dá)將在市場上并存。根據(jù)激光雷達(dá)按測距方法分類：ToF法：通過直接測量發(fā)射激光與回波信號的時(shí)間差,，基于光在空氣中的傳播速度得到目標(biāo)物的距離信息，具有響應(yīng)速度快,、探測精度高的優(yōu)勢,。FMCW法：將發(fā)射激光的光頻進(jìn)行線性調(diào)制，通過回波信號與參考光進(jìn)行相干拍頻得到頻率差,，從而間接獲得飛行時(shí)間反推目標(biāo)物距離,。FMCW激光雷達(dá)具有可直接測量速度信息以及抗干擾（包括環(huán)境光和其他激光雷達(dá)）的優(yōu)勢。北京三維激光雷達(dá)廠商