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激光雷达如何测距

2024-03-11 11:08:35 投资咨询

激光雷达是一种常用的测距技术,通过发射激光脉冲并测量光信号的往返时间来确定目标物体与雷达的距离。以下是激光雷达如何测距的相关内容:

1. 测距公式推导

假设目标距离为L,激光脉冲往返的时间间隔是t,光速为c,那么测距公式为L=tc/2。

2. 时间间隔的确定

实际的脉冲激光雷达利用时钟晶体振荡器和脉冲计数器来确定时间间隔t,以确保测距的准确性。

3. 提高测距精度的方法

为了提高激光雷达的测距精度,可以采取以下方法:

  1. 对镜面反射的材料做磨砂处理,可显著改善雷达响应,提高可测量距离。
  2. 在材料表面直接粘贴标准的高反哑光胶带,可显著改善雷达测不到的问题。
  3. 利用广告喷绘胶带提升测距极限值,灰度等级和距离的关系可由实验测得。

4. SiPM dToF LiDAR平台

SiPM dToF LiDAR平台是一种单点测距开发套件,经成本优化用于在工业和消费者应用中大量部署。它提供一种简单的方法在IoT应用中实施直接深度感测和距离测量,基于最新的RB系列硅光电倍增管(SiPM)。

5. ToF测距方式

ToF测距方式为主流,具备4D高感知精度的FMCW逐渐受到关注。ToF测距式激光雷达以激光作为信号源,激光器发射出的脉冲激光打到周围物体上引起散射,通过接收器接收光波反射时间来测量距离。

6. LiDAR的原理与应用

LiDAR代表“光探测和测距”,是一种用于测量物体距传感设备的距离的技术。LiDAR使用的原理与雷达(RADAR)非常相似,但使用LiDAR时,无线电波被光(通常是激光)所代替。LiDAR系统发出的光束射到目标上并返回,通过测量光的往返时间以及光的特性来计算目标与传感设备之间的距离。

7. 第一代机械式激光雷达

第一代机械式激光雷达的结构类似于激光测距仪,加上能够快速变换位置的反射镜。激光雷达在工作时会旋转着发射和接收激光束,通过计算激光的往返时间来确定目标的位置和距离。

8. 应用场景的定制化测距方法

利用激光雷达进行距离测量时,针对不同的应用场景,可以采用定制化的测距方法:

  • 脉冲激光测距法:脉冲激光具有峰值功率大的特点,能够在空间中传播很长的距离。
  • 连续激光测距法:利用连续激光束对物体进行扫描,通过光束的变化来计算物体的距离。
  • 相位差测距法:利用光波的干涉原理来测量物体的距离,具有高精度和高灵敏度的特点。
  • 激光雷达测距技术在无人驾驶、机器人导航、工业测量等领域具有广泛的应用前景,随着技术的不断发展和创新,激光雷达的测距精度和测量范围将进一步提升。