激光雷达+imu_激光雷达及其应用探讨

激光雷达(Light Detection And Ranging&＃xff0c;简称LiDAR)&＃xff0c;是一种集激光技术、全球定位系统(GPS)技术和IMU(InertialMeasurement Unit&＃xff0c;惯性测量装置)三种技术于一体的应用系统&＃xff0c;用于获得精确数据并生数字高程模型。应用激光雷达&＃xff0c;可以精准定位激光束投射在物体上的光斑&＃xff0c;其测距精度可达厘米级&＃xff1b;最大应用特点是精确、迅速和可靠&＃xff1b;其实际作用是能够确定目标物体的位置、体积、外形和部分相关材质。

激光雷达基本的工作过程与无线电雷达并无区别&＃xff1a;由雷达发射系统发出信号&＃xff0c;经目标物体反射后信号被探测系统获取&＃xff0c;通过测量和分析反射光的工作时间而确定目标点距离&＃xff0c;分析反射光的多普勒频移来测定目标的径向速度(实际应用中可以测量两个或多个距离&＃xff0c;计算其变化率而求得相关参数)。但传统的雷达是微波和毫米波波段的电磁波为载波&＃xff1b;激光雷达则以激光作为载波&＃xff0c;用振幅、频率和相位的变化来表征要传送的信息。

激光雷达的应用按发射方式可分为脉冲型激光雷达和连续波激光雷达&＃xff1b;按探测方式可分为直接探测型激光雷达和相干探测型激光雷达&＃xff1b;按激光波段可分为紫外激光雷达、可见激光雷达和红外激光雷达&＃xff1b;按激光介质可分为气体激光雷达、固体激光雷达、半导体激光雷达和二极管激光泵浦固体激光雷达等&＃xff1b;按显示方式可分为模拟或数字显示激光雷达和成像激光雷达&＃xff1b;按运载平台可分为地基固定式激光雷达、车载激光雷达、机载激光雷达、船载激光雷达、星载激光雷达、弹载激光雷达和手持式激光雷达等&＃xff1b;按功能可分为激光测距雷达、激光测速雷达、激光测角雷达和跟踪雷达、激光成像雷达&＃xff0c;激光目标指示器和生物激光雷达等&＃xff1b;按用途可分为激光测距仪、靶场激光雷达、火控激光雷达、跟踪识别激光雷达、多功能战术激光雷达、侦毒激光雷达、导航激光雷达、气象激光雷达、侦毒和大气监测激光雷达等。

激光雷达的应用具有如下优势&＃xff1a;

1、速度分辨率和距离分辨率高&＃xff0c;采用多普勒成像技术能得到目标的高分辨率图像。

2、抗干扰能力强&＃xff0c;激光不受无线电波干扰&＃xff0c;能穿越等离子鞘&＃xff0c;低仰角工作时对地面多路径干扰不敏感。

3、可靠性高&＃xff0c;激光雷达发射的激光被截获的概率低。

4、波长短&＃xff0c;可以在分子量级上对目标完成探测。

激光雷达的应用也有如下劣势&＃xff1a;

1、激光雷达受大气及气象变化影响大&＃xff0c;特别是大气湍流和雨雪天气会降低激光雷达的测量精度。

2、激光雷达收发光束角度窄&＃xff0c;难以搜索和捕获到目标。