LiDAR 系統(tǒng)的工作原理及解決方案，本質(zhì)上講，LiDAR 是一個(gè)測(cè)量目標(biāo)物體距離的裝置。通過發(fā)射一個(gè)短的激光脈沖，并記錄發(fā)射光脈沖與探測(cè)到的反射（反向散射）光脈沖的時(shí)間間隔，就可以推算出距離信息。系統(tǒng)的工作原理及解決方案，LiDAR系統(tǒng)可以使用掃描反射鏡，多束激光或其它的方式“掃描”物體空間。借助其精確的測(cè)距能力，LiDAR 能夠用于解決許多不同的問題。在遙感應(yīng)用中，LiDAR系統(tǒng)用于測(cè)量散射，吸收，或大氣中的顆?；蛟拥脑侔l(fā)射。在這些應(yīng)用中，對(duì)激光束的波長(zhǎng)可能會(huì)有專門的要求?？梢杂脕頊y(cè)量特定分子種類在大氣中的濃度，例如甲烷和氣溶膠含量。而測(cè)量大氣中的雨滴則可以用來估計(jì)風(fēng)暴距離和降水概率。激光雷達(dá)在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中扮演著眼睛的角色，可以快速準(zhǔn)確地獲取車輛周圍的物體信息，實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃。江蘇高精度激光雷達(dá)正規(guī)
而如較新的 Livox Horizon 激光雷達(dá)，也包含了多回波信息及噪點(diǎn)信息，格式如下：每個(gè)標(biāo)記信息由1字節(jié)組成：該字節(jié)中 bit7 和 bit6 為頭一組，bit5 和 bit4 為第二組，bit3 和 bit2 為第三組，bit1 和 bit0 為第四組。第二組表示的是該采樣點(diǎn)的回波次序。由于 Livox Horizon 采用同軸光路，即使外部無被測(cè)物體，其內(nèi)部的光學(xué)系統(tǒng)也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)回波，該回波記為第 0 個(gè)回波。隨后，若激光出射方向存在可被探測(cè)的物體，則較先返回系統(tǒng)的激光回波記為第 1 個(gè)回波，隨后為第 2 個(gè)回波，以此類推。如果被探測(cè)物體距離過近（例如 1.5m），第 1 個(gè)回波將會(huì)融合到第 0 個(gè)回波里,該回波記為第 0 個(gè)回波。安徽泰覽Tele-15激光雷達(dá)渠道激光雷達(dá)在考古發(fā)掘中用于繪制遺址的三維模型。
20世紀(jì)90年代后期，全球定位系統(tǒng)及慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展使得激光掃描過程中的精確即時(shí)定位定姿成為可能。1990年德國(guó)Stuttgart大學(xué)Ackermann教授領(lǐng)銜研制的世界上頭一個(gè)激光斷面測(cè)量系統(tǒng)，這一系統(tǒng)成功將激光掃描技術(shù)與即時(shí)定位定姿系統(tǒng)結(jié)合，形成機(jī)載激光掃描儀。1993年，德國(guó)出現(xiàn)初個(gè)商用機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)TopScanALTM1020。1995年，機(jī)載激光雷達(dá)設(shè)備實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。此后，機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)成為了森林資源調(diào)查的重要補(bǔ)充手段。普遍應(yīng)用于快速獲取大范圍森林結(jié)構(gòu)信息，如樹木定位、樹高計(jì)算、樹冠體積估測(cè)等，同時(shí)還為森林生態(tài)研究、森林經(jīng)營(yíng)管理提供垂直結(jié)構(gòu)分層、碳儲(chǔ)量、枯枝落葉易燃物數(shù)量等參數(shù)估算信息。
相比于半固態(tài)式和固態(tài)式激光雷達(dá)，機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)在于可以對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行360°的水平視場(chǎng)掃描，而半固態(tài)式和固態(tài)式激光雷達(dá)往往較高只能做到120°的水平視場(chǎng)掃描，且在視場(chǎng)范圍內(nèi)測(cè)距能力的均勻性差于機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)。由于無人駕駛汽車運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，需要對(duì)周圍360°的環(huán)境具有同等的感知能力，而機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)兼具360°水平視場(chǎng)角和測(cè)距能力遠(yuǎn)的優(yōu)勢(shì)，目前主流無人駕駛項(xiàng)目紛紛采用了機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)作為主要的感知傳感器。激光雷達(dá)的抗干擾能力強(qiáng)，保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
激光雷達(dá)是自動(dòng)駕駛領(lǐng)域非常依賴的傳感器，越來越多的自動(dòng)駕駛公司看好激光雷達(dá)的應(yīng)用前景。激光雷達(dá)具有較高的分辨率，可以記錄周圍環(huán)境的三維信息，激光雷達(dá)是主動(dòng)發(fā)射型設(shè)備，對(duì)光照的變化不敏感，在有光照變化和夜晚等場(chǎng)景基本不會(huì)受到影響。此外激光雷達(dá)能夠提供水平360度的視野范圍，保證整個(gè)自動(dòng)駕駛車基本上沒有視野盲區(qū)。但是激光雷達(dá)懼怕霧霾天氣，因?yàn)殪F霾顆粒的大小非常接近激光的波長(zhǎng)，激光照射到霧霾顆粒上會(huì)產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致效果下降。隨著技術(shù)的進(jìn)步，以及成本的下降，激光雷達(dá)會(huì)普及到更多領(lǐng)域。軌道交通激光雷達(dá)能夠準(zhǔn)確檢測(cè)軌道上的脫軌和異常情況，保障鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩头€(wěn)定運(yùn)行。重慶覽沃激光雷達(dá)
四探頭激光雷達(dá)通過多個(gè)觸發(fā)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的全方面監(jiān)測(cè)和跟蹤，為復(fù)雜環(huán)境中的導(dǎo)航提供強(qiáng)大支持。江蘇高精度激光雷達(dá)正規(guī)
探測(cè)距離，激光雷達(dá)標(biāo)稱的較遠(yuǎn)探測(cè)距離一般為150-200m，實(shí)際上距離過遠(yuǎn)的時(shí)候，采樣的點(diǎn)數(shù)會(huì)明顯變少，測(cè)量距離和激光雷達(dá)的分辨率有著很大的關(guān)系。以激光雷達(dá)的垂直分辨率為0.4°較遠(yuǎn)探測(cè)距離為200m舉例，在經(jīng)過200m后激光光束2個(gè)點(diǎn)之間的距離為，也就是說只能檢測(cè)到高于1.4m的障礙物。如下圖10所示。如果要分辨具體的障礙物類型，那么需要采樣點(diǎn)的數(shù)量更多，因此激光雷達(dá)有效的探測(cè)距離可能只有60-70m。增加激光雷達(dá)的探測(cè)距離有2種方法，一是增加物體的反射率，二是增加激光的功率。物體的反射率是固定的，無法改變，那么就只能增加激光的功率了。但是增加激光的功率會(huì)損傷人眼，只能想辦法增加激光的波長(zhǎng)，以避開人眼可見光的范圍，這樣可以適當(dāng)增大激光的功率。探測(cè)距離是制約激光雷達(dá)的另一個(gè)障礙，汽車在高速行駛的過程中越早發(fā)現(xiàn)障礙物，就越能預(yù)留越多的反應(yīng)時(shí)間，從而避免交通事故。江蘇高精度激光雷達(dá)正規(guī)