LiDAR 數(shù)據(jù)通常在空中收集，如NOAA在加州大蘇爾Bixby大橋上空的調(diào)查飛機(jī)（右圖）。這里的LiDAR數(shù)據(jù)顯示了Bixby大橋的俯視圖（左上）和側(cè)視圖（左下）。NOAA的科學(xué)家使用基于LiDAR的裝置檢查自然和人造環(huán)境。LiDAR數(shù)據(jù)支持洪水和風(fēng)暴潮建模、水動(dòng)力建模、海岸線測繪、應(yīng)急響應(yīng)、水文測量以及海岸脆弱性分析等活動(dòng)。此外，地形LiDAR使用近紅外激光繪制地形和建筑物地圖，而測深LiDAR使用透水綠光繪制海底和河床地圖。在農(nóng)業(yè)中，LiDAR可用于繪制拓?fù)鋱D和作物生長圖，從而提供有關(guān)肥料需求和灌溉需求的信息。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。天津隧道激光雷達(dá)
LiDAR的數(shù)據(jù)，三維點(diǎn)，對(duì)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(huì)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(duì)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(duì)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(dòng)時(shí)，我們需要對(duì)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行消除運(yùn)動(dòng)畸變，來補(bǔ)償采樣周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。福建軌旁入侵激光雷達(dá)在夜間和惡劣天氣下，激光雷達(dá)能有效提升車輛的感知能力。
調(diào)頻連續(xù)波FMCW激光雷達(dá)，以三角波調(diào)頻連續(xù)波為例來介紹其測距/測速原理。藍(lán)色為發(fā)射信號(hào)頻率，紅色為接收信號(hào)頻率，發(fā)射的激光束被反復(fù)調(diào)制，信號(hào)頻率不斷變化。激光束擊中障礙物被反射，反射會(huì)影響光的頻率，當(dāng)反射光返回到檢測器，與發(fā)射時(shí)的頻率相比，就能測量兩種頻率之間的差值，與距離成比例，從而計(jì)算出物體的位置信息。FMCW的反射光頻率會(huì)根據(jù)前方移動(dòng)物體的速度而改變，結(jié)合多普勒效應(yīng)，即可計(jì)算出目標(biāo)的速度。優(yōu)點(diǎn)：每個(gè)像素都有多普勒信息，含速度信息；解決Lidar間串?dāng)_問題；不受環(huán)境光影響，探測靈敏度高；缺點(diǎn)：不能探測切向運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。
激光雷達(dá)的分類，激光雷達(dá)行業(yè)具有較高的技術(shù)水準(zhǔn)與技術(shù)壁壘，并同時(shí)具有技術(shù)創(chuàng)新能力強(qiáng)與產(chǎn)品迭代速度快的特征。其技術(shù)發(fā)展方向與半導(dǎo)體行業(yè)契合度高，激光雷達(dá)系統(tǒng)中主要的激光器、探測器、控制及處理單元均能從半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展中受益，收發(fā)單元陣列化以及主要模塊芯片化是未來的發(fā)展趨勢。激光雷達(dá)可分成一維（1D）激光雷達(dá)、二維（2D）掃描激光雷達(dá)和三維（3D）掃描激光雷達(dá)。1D激光雷達(dá)只能用于線性的測距；2D掃描激光雷達(dá)只能在平面上掃描，可用于平面面積與平面形狀的測繪，如家庭用的掃地機(jī)器人；3D掃描激光雷達(dá)可進(jìn)行3D空間掃描，用于戶外建筑測繪，它是駕駛輔助和自助式自動(dòng)駕駛應(yīng)用的重要車載傳感設(shè)備。3D激光雷達(dá)可進(jìn)一步分成3D扇形掃描激光雷達(dá)和3D旋轉(zhuǎn)式掃描激光雷達(dá)。激光雷達(dá)在地圖制作、環(huán)境建模等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，為科學(xué)研究和工業(yè)應(yīng)用提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。
要知道光速是每秒30萬公里。要區(qū)分目標(biāo)厘米級(jí)別的精確距離，那對(duì)傳輸時(shí)間測量分辨率必須做到1納秒。要如此精確的測量時(shí)間，因此對(duì)應(yīng)的測量系統(tǒng)的成本就很難降到很低，需要使用巧妙的方法降低測量難度。首先，我們需要明確，激光雷達(dá)并不是單獨(dú)運(yùn)作的，一般是由激光發(fā)射器、接收器和慣性定位導(dǎo)航三個(gè)主要模塊組成。當(dāng)激光雷達(dá)工作的時(shí)候，會(huì)對(duì)外發(fā)射激光，在遇到物體后，激光折射回來被CMOS傳感器接收，從而測得本體到障礙物的距離。從原理來看，只要需要知道光速、和從發(fā)射到CMOS感知的時(shí)間就可以測出障礙物的距離，再結(jié)合實(shí)時(shí)GPS、慣性導(dǎo)航信息與計(jì)算激光雷達(dá)發(fā)射出去角度，系統(tǒng)就可以得到前方物體的坐標(biāo)方位和距離信息。激光雷達(dá)是一種基于激光技術(shù)的無源感知器件，可廣泛應(yīng)用于自動(dòng)駕駛、環(huán)境感知等領(lǐng)域。四川補(bǔ)盲激光雷達(dá)
激光雷達(dá)的發(fā)展與新材料、新技術(shù)、人工智能等領(lǐng)域的融合密切相關(guān)，相互促進(jìn)和推動(dòng)著各自的發(fā)展進(jìn)步。天津隧道激光雷達(dá)
優(yōu)劣勢分析：優(yōu)點(diǎn)：FLASH激光雷達(dá)較大的優(yōu)勢在于可以一次性實(shí)現(xiàn)全局成像來完成探測，且成像速度快。體積小，易安裝，易融入車的整體外觀設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)簡潔，元件極少，成本低。信號(hào)處理電路簡單，消耗運(yùn)算資源少，整體成本低。刷新頻率可高達(dá)3MHz，是傳統(tǒng)攝像頭的10萬倍，實(shí)時(shí)性好，因此易過車規(guī)。缺點(diǎn)：不過FLASH激光單點(diǎn)面積比掃描型激光單點(diǎn)大，因此其功率密度較低，進(jìn)而影響到探測精度和探測距離（低于50米）。要改善其性能，需要使用功率更大的激光器，或更先進(jìn)的激光發(fā)射陣列，讓發(fā)光單元按一定模式導(dǎo)通點(diǎn)亮，以取得掃描器的效果。天津隧道激光雷達(dá)