2.1.2 激光雷达

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已于 2022-11-30 16:39:39 修改

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分类专栏：自动驾驶更新笔记文章标签：自动驾驶人工智能图像处理计算机视觉深度学习

于 2022-11-25 17:33:37 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/nwaysir/article/details/128041694

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本文深入探讨了激光雷达在自动驾驶领域的应用，解析其原理、分类及重要参数指标。激光雷达通过飞行时间测距，分为机械旋转、混合半固态和全固态三种类型，每种都有其优缺点。关键参数包括视场角、线数、分辨率、探测距离和反射率。尽管激光雷达在探测和制图上有优势，但易受雾霾影响且成本较高。

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激光雷达是自动驾驶领域非常依赖的传感器，越来越多的自动驾驶公司看好激光雷达的应用前景。激光雷达是实现更高级别自动驾驶（L3级别以上），以及更高安全性的良好途径，相比于毫米波雷达，激光雷达的分辨率更高、稳定性更好、三维数据也更可靠。

2.1.2.1 原理

激光雷达（ Light Detection and Ranging，LIDAR）是激光检测和测距系统的简称，通过对外发射激光脉冲来进行物体检测和测距。激光雷达采用飞行时间（Time of Flight，TOF）测距，发射器先发送一束激光，遇到障碍物后反射回来，由接收器接收，然后通过计算激光发送和接收的时间差，得到目标和自己的相对距离。如果采用多束激光并且360度旋转扫描，就可以得到整个环境的三维信息。激光雷达扫描出来的是一系列的点，因此激光雷达扫描出来的结果也叫“激光点云”，如图1所示。

根据发生器的不同可以产生紫外线（10-400nm）到可见光（390-780nm）到红外线（760-1000000nm）波段内的不同激光，相应的用途也各不相同。激光是一种单一颜色、单一波长的光，激光雷达选用的激光波长一般不低于850nm，以避免可见光对人眼的伤害，而目前主流的激光雷达主要有905nm和1550nm两种波长。905nm探测距离受限，采用硅材质，成本较低；1550nm探测距离更远，采用昂贵的铟镓砷（InGaAs）材质，激光可被人眼吸收，故可做更远的探测光束。

激光雷达（Lidar）光束范围很窄，所以需要更多的纵向光束，以覆盖大的面积，所以线束决定着画面大小，扫描再通过返回的时间测量距离，并精准、快速构建模型，相比目前的其他雷达强太多，所以更适合自动驾驶系统，但也同