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  • 激光雷达的工作原理是什么?

    提问:小东 | 时间:2022-12-27 08:02:05

    标签:激光雷达,工作原理

回答者:智能小助手 | 时间:2022-12-28 09:28:53


激光雷达(英文)LaserRadar),它是一个雷达系统,具有发射激光束以检测目标的位置、速度和其他特征。其工作原理是向目标发射检测信号(激光束),然后将从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较。经过适当的处理后,可以获得目标的相关信息,如目标距离、方向、高度、速度、姿,甚至形状等参数,从而检测、跟踪和识别飞机、导弹和其他目标。它由激光发射器、光学接收器、转盘和信息处理系统组成。激光将电动脉冲转换为光脉冲发射,然后光接收器将从目标反射回来的光脉冲恢复到电动脉冲并发送到显示器。

(激光雷达)

激光雷达的原理:

激光发射的脉冲激光器从空气中进入地面,撞击树木、道路、桥梁和房屋,导致散射。部分光波将通过反射返回激光雷达的接收机。接收机通常是光电双管或光电管,它将光信号转换为电信号并记录下来。同时,配备的计时器记录发射接收到的相同脉冲光信号的时间T。因此,从飞机上的激光雷达到地面上的目标物之间的距离R为:R=CT/2。C代表光速,这是一个常数,即C=300,000公里/秒。激光雷达每个脉冲激光的大距离分辨率(maximumrangeresolution)也可由以下公式给出:

⊿R=C/2·(tL+tN+tW)这里,tL激光脉冲的长度,tN代表接收机器电子器件的时间常数,tW代表激光与目标对象之间的碰撞时间常数。对于一个Q-开关的Nd:YAG激光器,其脉冲常数为10纳秒,接收机器电子器件的时间常数为stN激光与目标物体的碰撞时间通常为50纳秒至200纳秒tW较小,一般忽略。因此,距离分辨率⊿R一般在7.5米到30米之间。

激光雷达由发射系统、接收系统和信息处理三部分组成:激光将电脉冲转化为光脉冲发射,然后将光脉冲从目标反射恢复到电脉冲,然后通过一系列算法获得目标位置(距离和角度)、运动状态(速度、振动和姿势)和形状,可以检测、识别、识别和跟踪目标。

激光雷达也分为许多类别。从调制开始,目前主要有直接检测激光雷达和连贯检测激光雷达。现在常见的,包括自动驾驶、机器人、测绘,基本上属于激光雷达的直接检测。更特殊的雷达,如测量风,速度测量,通常使用连贯的调制。