大家好，今天海達(dá)數(shù)云小編帶大家了解下激光雷達(dá)以及它的相關(guān)應(yīng)用。

　　在搞明白這兩個(gè)問題之前，我們先來了解下激光雷達(dá)的歷史。

　　激光雷達(dá)歷史

　　1916年，愛因斯坦提出了光的受激發(fā)射理論，人類對激光開始有了認(rèn)知。激光并不像紅外線、紫外線之類的是某一波段的光的總稱，而是有著精確的單一顏色和單一波長的光，相比由多種顏色、波長混合的自然光，激光有著亮度高、能量大、方向性好的特點(diǎn)。直到1960年，人類研制出了第一臺(tái)激光發(fā)生器，終于揭開了利用激光的序幕。根據(jù)發(fā)生器材料的不同，可以生成從紫外線（10-400nm）到可見光（390-780nm）到紅外線（760-1000000nm）波段內(nèi)的不同激光。

　　激光誕生之后便廣泛應(yīng)用在軍事、醫(yī)療、通訊、工業(yè)、航空等各個(gè)領(lǐng)域，被認(rèn)為是繼核能、電腦、半導(dǎo)體之后人類最重要的發(fā)明之一。

而激光雷達(dá)的想法，也是在激光發(fā)生器誕生后立馬就被考慮的一種用途。

　　那么問題來了，什么是激光雷達(dá)呢？它有哪些應(yīng)用呢？下面讓海達(dá)數(shù)云小編為你一一揭曉？

　　激光雷達(dá)

　　激光雷達(dá)是一種用于獲取精確位置信息的傳感器，猶如人類的眼睛，可以確定物體的位置、大小等，由發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng)及信息處理三部分組成。

　　其工作原理是向目標(biāo)發(fā)射探測信號（激光束）,然后將接收到的從目標(biāo)反射回來的信號（目標(biāo)回波）與發(fā)射信號進(jìn)行比較,作適當(dāng)處理后,就可獲得目標(biāo)的有關(guān)信息,如目標(biāo)距離、方位、高度、速度、姿態(tài)、甚至形狀等參數(shù),從而對飛機(jī)、導(dǎo)彈等目標(biāo)進(jìn)行探測、跟蹤和識別。它由激光發(fā)射機(jī)、光學(xué)接收機(jī)、轉(zhuǎn)臺(tái)和信息處理系統(tǒng)等組成，激光器將電脈沖變成光脈沖發(fā)射出去，光接收機(jī)再把從目標(biāo)反射回來的光脈沖還原成電脈沖，送到顯示器。

　　激光雷達(dá)應(yīng)用領(lǐng)域

　　歷經(jīng)40余年發(fā)展，激光雷達(dá)技術(shù)已從最初的激光測距技術(shù)，逐步發(fā)展了激光跟蹤、激光測速、激光掃描成像、激光多普勒成像等技術(shù)，因此出現(xiàn)了各種不同種類的激光雷達(dá)，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域

　　一、機(jī)器人領(lǐng)域——幫助機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主定位導(dǎo)航

　　自主定位導(dǎo)航是機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主行走的必備技術(shù)，不管什么類型的機(jī)器人，只要涉及到自主移動(dòng)，就需要在其行走的環(huán)境中進(jìn)行導(dǎo)航定位，但傳統(tǒng)的定位導(dǎo)航方法由于智能化水平較低，沒有解決定位導(dǎo)航的問題，直至激光雷達(dá)的出現(xiàn)，在很大程度上化解了這個(gè)難題，機(jī)器人采用的定位導(dǎo)航技術(shù)是以激光雷達(dá)SLAM為基礎(chǔ)，增加視覺和慣性導(dǎo)航等多傳感器融合的方案幫助機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主建圖，路徑規(guī)劃、自主避障等任務(wù)，它是目前性能最穩(wěn)定、可靠性最強(qiáng)的定位導(dǎo)航方法，且使用壽命長，后期改造成本低。

　　掃地機(jī)器人是目前單線激光雷達(dá)應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，激光雷達(dá)配合slam算法，可以讓掃地機(jī)器人在房間里實(shí)現(xiàn)智能清掃，清掃的過程中繪制地圖，實(shí)時(shí)傳輸?shù)绞謾C(jī)APP，就算用戶不在家，也可以通過手機(jī)APP查看清掃情況，以及安排其他地方清掃。

　　二、無人車領(lǐng)域——自主感知道路環(huán)境及規(guī)劃路線

　　在無人車領(lǐng)域，激光雷達(dá)主要以多線數(shù)為主，作用與機(jī)器人領(lǐng)域相當(dāng)，主要是幫助汽車自主感知道路環(huán)境，自動(dòng)規(guī)劃行車路線，并控制車輛到達(dá)預(yù)定的目標(biāo)。激光雷達(dá)是怎么幫汽車識別路口與方向呢？激光雷達(dá)使用的技術(shù)是飛行時(shí)間，就是根據(jù)激光遇到障礙物后的折返時(shí)間，計(jì)算目標(biāo)與自己的相對距離。激光光束可以準(zhǔn)確測量視場中物體輪廓邊沿與設(shè)備間的相對距離，這些輪廓信息組成所謂的點(diǎn)云并繪制出3D環(huán)境地圖，精度可達(dá)到厘米級別，從而提高測量精度。

　　三、無人機(jī)領(lǐng)域——規(guī)避障礙物

　　目前，激光雷達(dá)在低空飛行直升機(jī)障礙物規(guī)避方面已進(jìn)入實(shí)用階段，在其他軍事應(yīng)用研究領(lǐng)域也日趨成熟。直升機(jī)在進(jìn)行低空巡邏飛行時(shí)，極易與地面小山或建筑物相撞。為此，研制能規(guī)避地面障礙物的直升機(jī)機(jī)載雷達(dá)是人們夢寐以求的愿望。目前，這種雷達(dá)已在美國、德國和法國獲得了成功。

　　美國研制的直升機(jī)超低空飛行障礙規(guī)避系統(tǒng)，使用固體激光二極管發(fā)射機(jī)和旋轉(zhuǎn)全息掃描器可檢測直升機(jī)前很寬的空域，地面障礙物信息實(shí)時(shí)顯示在機(jī)載平視顯示器或頭盔顯示器上，為安全飛行起了很大的保障作用。

　　四、AR／VR領(lǐng)域——精準(zhǔn)定位三維空間位置

　　VR／AR也是最近幾年火起來的，市場前景可觀。VR一體機(jī)、智能眼鏡等產(chǎn)品已經(jīng)面市，AR眼鏡、AR頭顯的應(yīng)用也是非常之廣。

　　在用到AR頭顯進(jìn)行的游戲中，運(yùn)用的空間感知定位技術(shù)里面會(huì)用到激光雷達(dá)和許多配套的光學(xué)傳感器，通過SLAM技術(shù)（即時(shí)定位與地圖構(gòu)建），精準(zhǔn)定位自己在三維空間中的位置，增強(qiáng)在游戲中的真實(shí)體驗(yàn)感。

　　五、海洋生物——海洋探索和漁業(yè)資源監(jiān)測

　　激光雷達(dá)與海洋生物相關(guān)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在漁業(yè)資源調(diào)查和海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測兩方面。前者常采用藍(lán)綠脈沖光作為激發(fā)光源，通過對激光回波信號的識別提取以獲得魚群分布區(qū)域和密度信息，結(jié)合偏振特征分析可對魚群種類進(jìn)行識別；后者常采用海洋激光熒光雷達(dá)，通過對激光誘導(dǎo)目標(biāo)物發(fā)射的熒光等光譜信號的探測分析以獲得海洋浮游生物及葉綠素等物質(zhì)的種類和濃度分布信息。

　　近年來，環(huán)境問題廣受大家關(guān)注，而對海洋環(huán)境的保護(hù)已成共識，海洋激光雷達(dá)作為一種先進(jìn)的海洋探索與監(jiān)測手段，已經(jīng)成為主流。

　　六、3D打印——扮演測量、監(jiān)控等角色

　　在3D打印里面也會(huì)有用到激光雷達(dá)的地方，如之前很火的Printoptical3D打印技術(shù)本質(zhì)上是一種“從CAD設(shè)計(jì)到光學(xué)部件”的一站式技術(shù)，其打印出來的光學(xué)部件不需要進(jìn)行像拋光、研磨和著色這樣的后處理。這種技術(shù)主要基于成熟的寬幅工業(yè)噴墨打印設(shè)備，通過紫外線固化的透明聚合物液滴噴射出來，然后被集成在打印頭上的強(qiáng)紫外線燈固化，最終可以形成各種各樣的幾何形狀，激光雷達(dá)在這里面扮演者測量、監(jiān)控等角色。

　　激光雷達(dá)除了以上應(yīng)用領(lǐng)域，未來仍有更多的應(yīng)用空間可拓展，針對不同的場景，對激光雷達(dá)的要求也不同，未來，在機(jī)器人領(lǐng)域激光雷達(dá)仍有上升空間，隨著技術(shù)的成熟，未來激光雷達(dá)市場可期。

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