大家好，今天海達數云小編帶大家了解下激光雷達以及它的相關應用。

　　在搞明白這兩個問題之前，我們先來了解下激光雷達的歷史。

　　激光雷達歷史

　　1916年，愛因斯坦提出了光的受激發射理論，人類對激光開始有了認知。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。直到1960年，人類研制出了第一臺激光發生器，終于揭開了利用激光的序幕。根據發生器材料的不同，可以生成從紫外線（10-400nm）到可見光（390-780nm）到紅外線（nm）波段內的不同激光。

　　激光誕生之后便廣泛應用在軍事、醫療、通訊、工業、航空等各個領域，被認為是繼核能、電腦、半導體之后人類最重要的發明之一。

而激光雷達的想法，也是在激光發生器誕生后立馬就被考慮的一種用途。

　　那么問題來了，什么是激光雷達呢？它有哪些應用呢？下面讓海達數云小編為你一一揭曉？

　　激光雷達

　　激光雷達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，由發射系統、接收系統及信息處理三部分組成。

　　其工作原理是向目標發射探測信號（激光束）,然后將接收到的從目標反射回來的信號（目標回波）與發射信號進行比較,作適當處理后,就可獲得目標的有關信息,如目標距離、方位、高度、速度、姿態、甚至形狀等參數,從而對飛機、導彈等目標進行探測、跟蹤和識別。它由激光發射機、光學接收機、轉臺和信息處理系統等組成，激光器將電脈沖變成光脈沖發射出去，光接收機再把從目標反射回來的光脈沖還原成電脈沖，送到顯示器。

　　激光雷達應用領域

　　歷經40余年發展，激光雷達技術已從最初的激光測距技術，逐步發展了激光跟蹤、激光測速、激光掃描成像、激光多普勒成像等技術，因此出現了各種不同種類的激光雷達，被廣泛應用于各個領域

　　一、機器人領域——幫助機器人實現自主定位導航

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

　　掃地機器人是目前單線激光雷達應用最廣泛的領域，激光雷達配合slam算法，可以讓掃地機器人在房間里實現智能清掃，清掃的過程中繪制地圖，實時傳輸到手機APP，就算用戶不在家，也可以通過手機APP查看清掃情況，以及安排其他地方清掃。

　　二、無人車領域——自主感知道路環境及規劃路線

　　在無人車領域，激光雷達主要以多線數為主，作用與機器人領域相當，主要是幫助汽車自主感知道路環境，自動規劃行車路線，并控制車輛到達預定的目標。激光雷達是怎么幫汽車識別路口與方向呢？激光雷達使用的技術是飛行時間，就是根據激光遇到障礙物后的折返時間，計算目標與自己的相對距離。激光光束可以準確測量視場中物體輪廓邊沿與設備間的相對距離，這些輪廓信息組成所謂的點云并繪制出3D環境地圖，精度可達到厘米級別，從而提高測量精度。

　　三、無人機領域——規避障礙物

　　目前，激光雷達在低空飛行直升機障礙物規避方面已進入實用階段，在其他軍事應用研究領域也日趨成熟。直升機在進行低空巡邏飛行時，極易與地面小山或建筑物相撞。為此，研制能規避地面障礙物的直升機機載雷達是人們夢寐以求的愿望。目前，這種雷達已在美國、德國和法國獲得了成功。

　　美國研制的直升機超低空飛行障礙規避系統，使用固體激光二極管發射機和旋轉全息掃描器可檢測直升機前很寬的空域，地面障礙物信息實時顯示在機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領域——精準定位三維空間位置

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

　　在用到AR頭顯進行的游戲中，運用的空間感知定位技術里面會用到激光雷達和許多配套的光學傳感器，通過SLAM技術（即時定位與地圖構建），精準定位自己在三維空間中的位置，增強在游戲中的真實體驗感。

　　五、海洋生物——海洋探索和漁業資源監測

　　激光雷達與海洋生物相關的應用主要體現在漁業資源調查和海洋生態環境監測兩方面。前者常采用藍綠脈沖光作為激發光源，通過對激光回波信號的識別提取以獲得魚群分布區域和密度信息，結合偏振特征分析可對魚群種類進行識別；后者常采用海洋激光熒光雷達，通過對激光誘導目標物發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的種類和濃度分布信息。

　　近年來，環境問題廣受大家關注，而對海洋環境的保護已成共識，海洋激光雷達作為一種先進的海洋探索與監測手段，已經成為主流。

　　六、3D打印——扮演測量、監控等角色

　　在3D打印里面也會有用到激光雷達的地方，如之前很火的Printoptical3D打印技術本質上是一種“從CAD設計到光學部件”的一站式技術，其打印出來的光學部件不需要進行像拋光、研磨和著色這樣的后處理。這種技術主要基于成熟的寬幅工業噴墨打印設備，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，激光雷達在這里面扮演者測量、監控等角色。

　　激光雷達除了以上應用領域，未來仍有更多的應用空間可拓展，針對不同的場景，對激光雷達的要求也不同，未來，在機器人領域激光雷達仍有上升空間，隨著技術的成熟，未來激光雷達市場可期。

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