激光雷达（LiDAR）简介
激光雷达是什么？
激光雷达（LiDAR）是现代激光技术与光电探测技术相结合的产物。LiDAR 这个词最初是 Light 和 Radar（光和雷达）的融合，因此被称为“光达”。现在更多的解释是 Light Detection And Ranging（光感测距技术）的缩写，有时也被认为是 Light Imaging, Detection, And Ranging（光成像，检测以及测距）的缩写。
顾名思义，激光雷达（LiDAR）以激光器为发射光源，发射高频率激光脉冲到被测物表明；以光电探测器为接收器件，接收被测物表面返回的回波信息。在工作原理上，LiDAR 与传统的微波雷达相似，区别在于 LiDAR 以激光（目前多采用 532 nm、905 nm、1064 nm、1550 nm 波长）为载体来测距、定向，并可通过位置、径向速度、物 体散射等特性来识别地物目标。LiDAR 的功能非常多、应用广泛，例如地形探测、深海探测、辅助驾驶等。
激光安全等级
说到激光，大家可能会想到激光切割、激光焊接、激光手术等具有杀伤力的场景。实际上，激光是分等级的，根据激光对使用者的安全程度，可分为以下四个等级。
| 等级 | 安全性 | 功率/mW | 特点 |
|---|---|---|---|
| I | 安全 | < 0.4 | 对人眼睛无危害；用于激光演示、显示；测绘、准直及调平等。 |
| II | 一定危害 | 0.4 ~ 1.0 | 直视会晕眩，需要通过眨眼来保护，避免用远望设备观测，也可用于激光显示。 |
| III | a 危害 | 1.0 ~ 5.0 | 不能直视，不能照射人眼，作业时要避开行人。 |
| III | b 危害 | 5.0 ~ 500.0 | 直视危险，照射眼睛会更危险。 |
| IV | 非常有害 | > 500.0 | 高能量连续激光，有火灾危险；用于外科手术及激光切割、焊接等机械加工。 |
激光雷达特点
激光雷达使用激光测距的原理探测物体，与摄像机测量相比，获取数据的形式不同。前者直接获取三维点云（Point cloud），后者获取照片或影像。在数据获取方面，LiDAR 系统通过测距和导航定位定向系统（position and orientation system，POS）直接计算地物目标的三维坐标。摄影测量对环境光线、温度等要求较高，而激光测距则对这些因素不敏感，因此在数据解算方式、测量精度和测量环境的要求等方面具有优势。
总的来说，激光雷达具有如下优点：
- 主动遥感技术。
- 获取地物三维空间信息快速、直接。
- 方向性好，角度、距离和速度分辨率高。
- 对电磁干扰不敏感，抗干扰能力强。
- 低空探测性能好。
- 穿透性强。
当然，激光雷达也有缺点：
- 首先，激光也会受大气的影响，如在大雨、浓烟、浓雾等恶劣天气或环境下激光脉冲会急剧衰减，大气湍流也会降低激光雷达的测量精度。
- 其次，激光雷达的波束窄，搜索目标困难，影响目标的截获概率和探测效率。
- 最后，激光雷达获取的离散三维点云是其优势，但相对于传统二维遥感影像，在地物目标分类方面稍逊色。
应用场景
激光雷达的应用场景主要有车载、机器人、工业等控制领域，具体如下：
- 车载
- 乘用车
- Robotaxi、Robotruck、Robobus
- 移动机器人
- 配送机器人
- 清扫机器人
- 巡检机器人
- 工业
- 勘探测绘
- 安防
- 军事