激光雷达原理_激光雷达原理图

激光雷达的结构及组成

从价格上看，激光雷达在测距和识别障碍物方面比毫米波雷达更。但由于激光雷达采集的数据量远远超过毫米波雷达，需要更高性能的处理器来处理数据，所以成本高，价格自然也更贵。但是激光雷达的精度可以更有保证。

激光雷达的结构及组成介绍如下：

激光雷达原理_激光雷达原理图

激光雷达原理_激光雷达原理图

激光测高计：用于从空中测量地面或海面的高度。

激光雷达由发射系统、接收系统、信息处理三部分组成。激光雷达的工作原理是利用可见和近光波（多为950nm波段附近的光）发射、反射和接收来探测物体。根据结构，激光雷达分为机械式激光雷达、固态激光雷达和混合固态激光雷达。

机械激光雷达，是指其发射系统和接收系统存在宏观意义上的转动，也就是通过不断旋转发射头，将速度更快、发射更准的激光从“线”变成“面”，并在竖直方向上排布多束激光，形成多个面，达到动态扫描并动态接收信息的目的。

固态激光雷达的优点包括了：数据采集速度快，分辨率高，对于温度和振动的适应性强；通过波束控制，探测点（点云）可以任意分布，例如在高速公路主要扫描前方远处，对于侧面稀疏扫描但并不完全忽略，在十字路口加强侧面扫描。

无人车车顶上的激光雷达传感器的作用是

通过雷射扫描可以得到汽车周围环境的3D模型，运用相关算法比对上一帧和下一帧环激光雷达创建 3D 地图的能力是其另一个优势。“激光雷毫米波雷达的识别能力一般，但是因为具有良好的穿透能力所以不容易受天气环境影响；激光雷达的精度高反应速度快而且不容易扰，不过穿透性较，容易受到浓雾、雨雪天气影响。达可生成周围环境的实时、高分辨率 3D 地图或点云，可以展示出了相机无法比拟的距离精度水平，即使是具有立体视觉的相机。境的变化可以较为容易的探测出周围的车辆和行人。

GPS、IMU和轮速等传感器给出一个初始（大概）的位置。其次，将激光雷达的局部点云信息进行特征提取，并结合初始位置获得全局坐标系下的矢量特征。，将上一步的矢量特征跟高精地图的特征信息进行匹配，得出的全球定位。

激光雷达与毫米波雷达的区别

主流的激光雷达主要是基于两种原理的，一种是三角测距法，一种是飞行时间（TOF）法。听名字可不要觉得很复杂，其实只需要高中知识，任何人都能看懂它的测距原理！

从工作原理上来说，激光雷达和毫米波雷达基本相似。它们都是利用回波成像来构造被探测的物体，相当于人类用双眼探测和蝙蝠依靠探测的区别。但激光雷达发射的电磁波是直线的，主要以光粒子发射为主要方式，而毫米波雷达发射的电磁波是锥形波束，这个波段的天线主要利用电磁辐射。

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就抗干扰能力而言，激光雷达在雨、雪、雾、沙尘暴等恶劣天气下无法开启，因为它是通过发射光束进行探测，受环境影响较大。毫米波导引头具有很强的穿透雾、烟、尘的能力，因此可以在恶劣天气下进行探测。在这方面，毫米波雷达更胜一筹。

通过以上对比，我们发现激光雷达和毫米波雷达各有优缺点，谁也代替不了谁。他们只是起到一个补充的作用。

激光雷达是干嘛的

激光雷达是负责：不受光线环境干扰、可生成三维图像、隐私保护。

1.不受光线环境干扰

激光雷达相对于IP 来说的优势是它不受环境光干扰。“激光雷达在安防领域的应用其中一个显著特性是主动测量技术，这意味着它能够自己提供光源。无论光照条件如何，都不影响激光雷达1、测量范围：的探测效果。

2.可生成三维图像

激光雷达可以很好的确保隐私保护。激光雷达还有另一个独特的属性，当需要保护隐私时会派上用场。它保持匿名，因为它通过共享 3D 点云数据而不是视频数据来检测、跟踪和分类。

组成条件：

激光雷达最基本的工作原理与电雷达没有区别，即由雷达发射系统发送一今天咱们就先讲讲三角测距法激光雷达。个信号,打到被测目标物上，引起散射，经目标反射后被接收系统收集，通过测量反射光的运行时间而确定目标的距离。

激光雷达的作用就是测量目标的位置（距离与角度）、形状（大小）及状态（速度、姿态），从而达到探测、识别、跟踪目标的目的。激光雷达是一种雷达系统，是一种主动传感器，所形成的数据是点云形式。其工作光谱段在到紫外之间，主要发射机、接收机、测量控制和电源组成。

手机激光雷达有什么用

从抗干扰能力上来讲，由于激光雷达通过发射光束进行探测，受环境影响较大，光束受遮挡后就不能正常使用，因此无法在雨雪雾霾天，沙尘暴等恶劣天气中开启，而毫米波导引头穿透雾、烟、灰尘的能力强，因此可以在糟糕的天气中探测，在这一点上毫米波雷达更胜一筹。

激光雷达通常被用于军事、工业领域，在民用消费领域上非常少见。苹果iPhone12手机新增了激光雷达（LiDAR）硬件，其主要作用是精准测算物体距离并且完成建模数据。具体说明如下：

2、苹果iPhone12手机用上了LiDAR激光雷达后，可以实现更快的对焦速度激光雷达与毫米波雷达的区别介绍如下：和更加精准的3D建模，但是这颗雷达的探测距离仅为5米，所以和工业用途的激光雷达存在很大的性能距。

3、具体来说，苹果iPhone12的激光雷达主要是对拍摄中对焦的部分进行优化，为对焦提供更高的精度，甚至在完全黑暗的环境下也可完成对焦。另外，激光雷达可带来的更高精度的3D建模能力，对于强化AR应用起到了关键性的提升。

雷达的原理是什么?

激光雷达，是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号(激光束),然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较,作适当处理后,就可获得目标的有关信息,如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数,从而对飞机、等目标进行探测、跟踪和识别。它由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成，激光器将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，送到显示器。

解析:

雷达(radar)原是“电探测与定位”的英文缩写。雷达的基本任务是探测感兴趣的目标，测定有关目标的距离、方问、速度等状态参数。雷达主要由天线、发射机、接收机（包括信号处理机）和显示器等部分组成。

为了测定目标的距离，雷达准确测量从电磁波发射时刻到接收到回波时刻的延迟时间，这个延迟时间是电磁波从发射机到目标，再由目标返回雷达接收机的传播时间。根据电磁波的传播速度，可以确定目标的距离为：S=CT/2

其中S：目标距离

T：电磁波从雷达到目标的往返传播时间

雷达测定目标的方向是利用天线的方向性来实现的。通过机械和电气上的组合作用，雷达把天线的小事指向雷达要探测的方向，一旦发现目标，雷达读出些时天线小事的指向角，就是目标的方向角。两坐标雷达只能测定目标的方位角，三坐标雷达可以测定方位角和俯仰角。

测定目标的运动速度是雷达的一个重要功能，—雷达测速利用了物理学中的多普勒原理．当目标和雷达之间存在着相对位置运动时，目标回波的频率就会发生改变，频率的改变量称为多普勒频移，用于确定目标的相对径向速度，通常，具有测速能力的雷达，例如脉冲多普勒雷达，要比一般雷达复杂得多。

雷达的战术指标主要包括作用距离、威力范围、测距分辨力与精度、测角分辨力与精度、测速分辨力与精度、系统机动性等。

其中，作用距离是指雷达刚好能够可靠发现目标的距离。它取决于雷达的发射功率与天线口径的乘积，并与目标本身反射雷达电磁波的能力（雷达散射截面积的大小）等因素有关。威力范围指由作用距离、最小作用距离、仰角、最小仰角及方位角范围确定的区域。

雷达的技术指标与参数很多，而且与雷达的体制有关，这里仅仅讨论那些与电子对抗关系密切的主要参数。

根据波形来区分，雷达主要分为脉冲雷达和连续波雷达两大类。当前常用的雷达大多数是脉冲雷达。常规脉冲雷达周期性地发射高频脉冲。相关的参数为脉冲重复周期（脉冲重复频率）、脉冲宽度以及载波频率。载波频率是在一个脉冲内信号的高频振荡频率，也称为雷达的工作频率。

雷达天线对电磁能量在方向上的聚集能力用波束宽度来描述，波束越窄，天线的方向性越好。但是在设计和制造过程中，雷达天线不可能把所有能量全部集中在理想的波束之内，在其它方向上在在着泄漏能量的问题。能量集中在主波束中，我们常常形象地把主波束称为主瓣，其它方向上由泄漏形成旁瓣。为了覆盖宽广的空间，需要通过天线的机械转动或电子控制，使雷达波束在探测区域内扫描。

概括起来，雷达的技术参数主要包括工作频率（波长）、脉冲重复频率、脉冲宽度、发射功率、天线波束宽度、天线波束扫描方式、接收机灵敏度等。技术参数是根据雷达的战术性能与指标要求来选择和设计的，因此它们的数值在某种程度上反映了雷达具有的功能。例如，为提高远距离发现目标能力，预警雷达采用比较低的工作频率和脉冲重复频率，而机载雷达则为减小体积、重量等目的，使用比较高的工作频率和脉冲重复频率。这说明，如果知道了雷达的技术参数，就可在一定程度上识别出雷达的种类。

双/多基地雷达

普通雷达的发射机和接收机安装在同一地点，而双/多基地雷达是将发射机和接收机分别安装在相距很远的两个或多个地点上，地点可以设在地面、空中平台或空间平台上。由于隐身飞行器外形的设计主要是不让入射的雷达波直接反射回雷达，这对于单基地雷达很有效。但入射的雷达波会朝各个方向反射，总有部分反射波会被双/多基地雷达中的一个接收机接收到。美国从七十年代就开始研制、试验双/多基地雷达，较的“圣殿”就是专门为研究双基地雷达而制定的，已完成了接收机和发射机都安装在地面上、发射机安装在飞机上而接收机安装在地面上、发射机和接收机都安装在空中平台上的试验。防空部队已应用双基地雷达探测具有一定隐身能力的飞机。英国已于70年代末80年代初开始研制双基地雷达，主要用于预警系统。

相控阵雷达

相控阵雷达的优点

（1）波束指向灵活，能实现无惯性快速扫描，数据率高；（2）一个雷达可同时形成多个波束，分别实现搜索、识别、跟踪、制导、无源探测等多种功能；（3）目标容量大，可在空域内同时监视、跟踪数百个目标；（4）对复杂目标环境的适应能力强；（5）抗干扰性能好。全固态相控阵雷达的可靠性高，即使少量组件失效仍能正常工作。但相控阵雷达设备复杂、造价昂贵，且波束扫描范围有限，扫描角为90°～120°。当需要进行全方位监视时，需配置3～4个天线阵面。

相控阵雷达与机械扫描雷达相比，扫描更灵活宽带／超宽带雷达、性能更可靠、抗干扰能力更强，能快速适应战场条件的变化。多功能相控阵雷达已广泛用于地面远程预警系统、机载和舰载防空系统、机载和舰载系统、炮位测量、靶场测量等。美国“”防空系统的AN／MPQ-53雷达、舰载“宙斯盾”指挥控制系统中的雷达、B-1B轰炸机上的APQ-164雷达、C-300防空武器系统的多功能雷达等都是典型的相控阵雷达。随着微电子技术的发展，固体有源相控阵雷达得到了广泛应用，是新一代的战术防空、监视、火控雷达。

工作频带很宽的雷达称为宽带／超宽带雷达。隐身兵器通常对付工作在某一波段的雷达是有效的，而面对覆盖波段很宽的雷达就无能为力了，它很可能被超宽带雷达波中的某一频率的电磁波探测到。另一方面，超宽带雷达发射的脉冲极窄，具有相当高的距离分辨率，可探测到小目标。目前美国正在研制、试验超宽带雷达，已完成动目标显示技术的研究，将要进行雷达波形的试验。

合成孔径雷达

合成孔径雷达通常安装在移动的空中或空间平台上，利用雷达与目标间的相对运动，将雷达在每个不同位置上接收到的目标回波信号进行相干处理，就相当于在空中安装了一个“大个”的雷达，这样小孔径天线就能获得大孔径天线的探测效果，具有很高的目标方位分辨率，再加上应用脉冲压缩技术又能获得很高的距离分辨率，因而能探测到隐身目标。合成孔径雷达在军事上和民用领域都有广泛应用，如战场侦察、火控、制导、导航、资源勘测、地图测绘、海洋监视、环境遥感等。美国的联合监视与目标攻击雷达系统飞机新安装了一部AN／APY3型X波段多功能合成孔径雷达，英、德、意联合研制的“旋风”攻击机正在试飞合成孔径雷达。

毫米波雷达

工作在毫米波段的雷达称为毫米波雷达。它具有天线波束窄、分辩率高、频带宽、抗干扰能力强等特点，同时它工作在目前隐身技术所能对抗的波段之外，因此它能探测隐身目标。毫米波雷达还具有能力，特别适用于防空、地面作战和灵巧武器，已获得了各国的调试重视。例如，美国的“”防空已安装了毫米波雷达导引头，目前正在研制更先进的毫米波导引头；已拥有连续波输出功率为10千瓦的毫米波雷达；英、法等的一些防空系统也都将采用毫米波雷达。

激光雷达

工作在和可见光波段的雷达称为激光雷达。它由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成，激光器将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，送到显示器。隐身兵器通常是针对微波雷达的，因此激光雷达很容易“看穿”隐身目标所玩的“把戏”；再加上激光雷达波束窄、定向性好、测量精度高、分辨率高，因而它能有效地探测隐身目标。激光雷达在军事上主要用于靶场测量、空间目标交会测量、目标精密跟踪和瞄准、目标成像识别、导航、制导、综合火控、直升机防撞、化学战剂监测、局部风场测量、水下目标探测等。美国正在开发用于目标探测和识别的激光雷达技术，已进行了前视／下视激光雷达的试验，主要探测伪装树丛中的目标。法国和德国正在积极进行使用激光雷达探测和识别直升机的联合研究工作。

汽车激光雷达有什么用

1、激光雷达LiDAR（LightDetectionandRanging，激光探测和测距），又称光学雷达扫描仪。它的工作原理是通过向外发射光束，通过接收投射物反射回来的光线探测物体。

1.汽车雷达的原理是：雷达设备发出电磁波信号后，如果有任何目标物体接触到雷达信号，就会反射波，雷达接收机就会接收到回波信号，回波信号中包含目标的距离、方向和速度信息。天线接收到反射波后，会送到接收设备进行处理，提取出物体的一些信息，根据雷达发射波束测量出目标的角度。

激光雷达（英文：Laser Radar），是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号（激光束），然后将接收到的从目标反射回来的信号（目标回波）与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息。

2.汽车雷达是针对汽车或其他地面机辆的雷达，包括基于不同技术的各种雷达，具有不同的功能。

3.汽车雷达的分类：车速雷达、自适应巡航控制雷达和防撞雷达。

苹果激光雷达有什么用

雷达的用途广泛，种类繁多，分类的方法也非常复杂。通常可以按照雷达的用途分类，如预警雷达、搜索警戒雷达、电测高雷达、气象雷达、航管雷达、雷达、炮瞄雷达、雷达引信、战场监视雷达、机载截击雷达、导航雷达以及防撞和敌我识别雷达等。除了按用途分，还可以从工作体制对雷达进行区分。这里就对一些新体制的雷达进行简单的介绍。（军事观察·warii）

苹果激光雷达的作用是精准的测距。激光雷达代表“光检测和测距”，它的工作原理是将激光从物体上反射回来，以测量光回到传感器的时间，从而测量它们的距离。

激光雷达可以为AR应用提供准确的空间深度信息，可以实现更加完美增强现实效果。AR应用中的虚拟物体能够更合理地与现实融合起来，虚拟物件的摆放位置更准确，可以有效降低穿模等影响沉浸感的情况出现。准确的深度信息也可以让AR应用可以快速识别出虚拟物体的放置区域，提升物体放置速度。可以让AR应用更真实、沉浸使用苹果设备自带的测距仪你可以很直观感受到激光雷达的好处。没有激光雷达的苹果设备使用测距仪时经常会很难识别出要测量的平面，放置好测量点后，移动手机时你会发现测量点会漂浮起来，导致测量结果不够准确。这主要是因为设备没有获取到足够准确的空间深度信息所导致的。效果更好。

激光雷达是什么？

我们知道，蜻蜓的每只眼睛由许许多多个小眼组成，每个小眼都能成完整的像，这样就使得蜻蜓所看到的范围要比人眼大得多。与此类似，相控阵雷达的天线阵面也由许多个辐射单元和接收单元（称为阵元）组成，单元数目和雷达的功能有关，可以从几百个到几万个。这些单元有规则地排列在平面上，构成阵列天线。利用电磁波相干原理，通过计算机雷达发射机产生足够的电磁能量，经过收发转换开关传送给天线。天线将这些电磁能量辐射至大气中，集中在某一个很窄的方向上形成波束，向前传播。电磁波遇到波束内的目标后，将沿着各个方向产生反射，其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向，被雷达天线获取。天线获取的能量经过收发转换开关送到接收机，形成雷达的回波信号。由于在传播过程中电磁波会随着传播距离而衰减，雷达回波信号非常微弱，几乎被噪声所淹没。接收机放大微弱的回波信号，经过信号处理机处理，提取出包含在回波中的信息，送到显示器，显示出目标的距离、方向、速度等。控制馈往各辐射单元电流的相位，就可以改变波束的方向进行扫描，故称为电扫描。辐射单元把接收到的回波信号送入主机，完成雷达对目标的搜索、跟踪和测量。每个天线单元除了有天线振子之外，还有移相器等必须的器件。不同的振子通过移相器可以被馈入不同的相位的电流，从而在空间辐射出不同方向性的波束。天线的单元数目越多，则波束在空间可能的方位就越多。这种雷达的工作基础是相位可控的阵列天线，“相控阵”由此得名。

激光雷达和毫米波雷达的区别介绍

3.隐私保护

从探测精度上来讲，激光雷达具有探测精度高、探测范围广及稳定性强等优点，在度方面，毫米波雷达的探测距离受到频段损耗的直接制约（想要探测的远，就必须使用高频段雷达），也无法感知行人，并且对周边所有障碍物无法进行精准的建模。这一点就大不如激光雷达。

从价格上来讲，激光雷达比毫米波雷达在测距、识别障碍物方面更准确，但由于激光雷达获取的数据量远超毫米波雷达，所以需要更高性能的处理器来处理数据，成本高了，售价自然就更贵了。但激光雷达在准确性上可以得到更多的保证。

通过以上混合固态激光雷达指用半导体“微动”器件（如MEMS扫描镜）来代替宏观机械式扫描器，在微观尺度上实现雷达发射端的激光扫描方式。MEMS扫描镜是一种硅基半导体元器件，属于固态电子元件。的对比，我们发现激光雷达和毫米波雷达各有优劣，谁也无法取代谁，两者正好起到一种相辅相成，取长补短的作用。

两者都是用电磁波进行测距的，只不过激光的电磁波波段位于可视光中红光的波段范围内，二雷达用的电磁波是波长更长的电磁波段。 还有区别就是激光具有相当好直线性，定向性，亮度高，颜色极纯，同时能量也高。 而雷达则的探测范围则较广，范围大

激光雷达有什么作用

将激光器和成像器固定在一起，做成一个固定的装置，然后旋转，即可获得周围360°的扫描结果了。

激光多普勒频移雷达：它是利用多普勒效应原理，利用频率计测定频移来达到测量目的的。因为激光波长极短，在目标相对雷达运动时，频移现象将特别显著，故能测定目标的运动情况。

人造卫星激光雷达：用于激光雷达的工作原理是利用可见和近光波（多为950nm波段附近的光）发射、反射和接收来探测物体。激光雷达可以探测白天或黑夜下的特定物体与车之间的距离。由于反射度的不同，也可以区分开车道线和路面，但是无法探测被遮挡的物体、光束无法达到的物体，在雨雪雾天气下性能较。对人造卫星进行测距和跟踪。

象雷达：用以测量云层方位、晴空湍流、流星尘等。

喇曼激光雷达：用以测定大气污染情况和大气中各种物质成分。

障碍回避雷达：可绕过山峰等各种地形障碍来进行探测。