激光雷达的最大优势，四大系统，八个指标

激光雷达的最大优势：三维点云建模

激光雷达（英文Lidar），英文全称为Laser Detecting and Ranging，即激光探测和测距。

与雷达工作原理类似，激光雷达通过发射和接收激光束。

通过测量激光信号的时间差和相位差来确定距离，通过水平旋转扫描来测角度，并根据这两个参数建立二维的极坐标系，再通过获取不同俯仰角度信号获得三维中的高度信息。

高频激光可在一秒内获取大量（约150万个）的位置点信息（称为点云），并根据这些信息进行三维建模。

除了获得位置信息外，激光信号的反射率可以区分目标物质的不同材质。激光雷达的维度（线束）越多，测量精度越高。

由于激光频率高，波长短，所以可以获得极高的角度、距离和速度分辨率。

距离和速度分辨率高，意味着可以利用多谱勒成像技术，创建出目标清晰的3D图像，这就是激光雷达最大的优势。

在激光问世的第二年（1961年），就有人提出了激光雷达的设想，在1971年阿波罗15号任务中，美国宇航员使用激光高度计来绘制月球表面，让人们认识到激光雷达的准确性和实用性，得到了广泛的关注。

世界第一款汽车用激光雷达是美国Velodyne公司生产的64线激光雷达，首次亮相于2005年无人驾驶挑战赛。

四大系统，八个指标：

激光雷达 = 激光发射+激光接收+信息处理+扫描系统

下图所示为激光雷达系统组成：

激光发射系统：激励源周期性地驱动激光器，发射激光脉冲，激光调制器通过光束控制器控制发射激光的方向和线数，最后通过发射光学系统，将激光发射至目标物体；

激光接收系统：经接收光学系统，光电探测器接受目标物体反射回来的激光，产生接收信号；

信息处理系统：接收信号经过放大处理和数模转换，经由信息处理模块计算，获取目标表面形态、物理属性等特性，最终建立物体模型。

扫描系统，以稳定的转速旋转起来，实现对所在平面的扫描，并产生实时的平面图信息。

一般用以下八个技术指标来评价激光雷达：

最大辐射功率：决定是否需要防护

水平视场：是否360度全视角旋转

垂直视场：俯仰角角度（30度/15度）

光源波长：光学参数（纳米级别）

测量距离：是否满足长距离探测（200米）

测量时间和帧频率：激光返回一圈的时间

纵向和水平分辨率：对算法影响大，精度越高越贵

测距精度：厘米级