激光雷达的历史

作者: 岭纬科技发表时间:2021-07-14 09:26:35

激光雷达自从60年代被发明以来就得到了大规模的发展。激光器成为了真正的武器,使得激光雷达价格低廉,可靠性高,使其比其它传感器技术更具竞争力。先在可见光区域使用激光雷达(红宝石激光器),然后才是外区近红外区(Nd: YAG雷射光器),最后才是红外区域(CO2激光器)。当前,许多激光雷达工作在对人眼无伤害的近红外区域。1.5微米)。OCT、数字全息等新技术在激光雷达原理的基础上得到了越来越多的关注。

它用于测绘,主要是对地、地、地物体的测距、定位和绘图;它在环境应用中有重要应用,如风力探测和合成孔径激光雷达的研制;门控成像技术主要应用于军事、医疗、安全等领域;激光微雷达在血管研究和眼科视力矫正方面的应用。在理论与仿真方面,鬼激光雷达已经应用到了新技术上。作为一项重要技术,激光雷达应用于自动驾驶汽车和无人飞行器上,也被警察用于测量速度,还用于诸如微软 Kinect体感游戏等游戏。

图9.早期激光测距仪开发的例子.(a)爱立信 LRF第一台测试设备(1965年);(b)瑞典海军使用 LRF (1968年);(c)手持LP-7级手持式LP-7;(d) LRF KTD 2-2 (极地, USSR);(e) LRFBD-1 (801研究所, USSR);(f)FrantiCO2 TEA LRF.

综观激光雷达在欧洲、美国、前苏联、日本和中国的发展历程,激光雷达经历了从最早的激光测距到现在,使它在军事领域的测距和武器制导领域获得广泛的应用,特别是激光定位(双基地雷达)。在此基础上,提出了一种基于二维门控监控的激光成像系统,以及设备上的三维成像技术。它的发展主要包括:较大范围、跨距分辨率、单光子敏感阵列和具有多种功能的多频或宽光谱发射激光,更好的穿透能力,穿越植物,穿越密集介质,目标识别等应用。

从民用及军民两用领域看,大气和海洋遥感环境激光雷达已经技术成熟,而在多个国家的三维测绘激光雷达也已投入使用。由于激光变得更加有效,而且更小、更便宜,这就为汽车和无人机提供了潜在的应用,在自动驾驶汽车上可能成为激光雷达中最广泛的商业应用,从而大大降低了其尺寸、重量以及成本。

在医学上,激光雷达技术有许多应用,其中光学低相干断层扫描就是一例,源于激光反射仪广泛应用于眼结构的三维重建,实现血管的三维内窥镜研究,扩展到多普勒三维速度计,另一个重要例子是人眼屈光度折射成像研究。

研究激光雷达系统时,随之而来的是多孔直径、合成孔径、双向操作、多波长或宽发射激光、光子计数和先进量子技术、复合被动和主动系统、组合微波和激光雷达等。与此同时,也期待着用激光相干雷达使人们更多地获取全场数据。就部件而言,有效的多功能激光源、紧凑的固态激光扫描器、非机械光束控制与整形、灵敏的焦平面阵列、高效的硬件及激光雷达信息处理算法和高数据速率的算法等,直接以及相干探测。

图10. FSU激光雷达电光系统。(a)海军激光雷达系统(基辅)的两个甲板装置之一,(b)配备激光雷达监视和灭火控制系统(基辅)的多通道 CM,(c)精密测距和角度测量系统(阿尔泰光学激光中心)。

经过50年的对比,各国近50年的发展成果,证明激光雷达技术及其相关应用仍然具有广阔的应用前景