激光雷達的工作原理與雷達非常相近，以激光作為信號源，由激光器發(fā)射出的脈沖激光，打到地面的樹木、道路、橋梁和建筑物上，引起散射，一部分光波會反射到激光雷達的接收機器上，根據(jù)激光測距原理計算，得到從激光雷達到目標(biāo)點的距離，脈沖激光不斷地掃描目標(biāo)物，可以得到目標(biāo)物上全部目標(biāo)點的數(shù)據(jù)，用此數(shù)據(jù)進行成像處理后，可得到準(zhǔn)確的三維立體圖像。
現(xiàn)代激光技術(shù)、探測技術(shù)和計算機技術(shù)確保激光雷達實現(xiàn)自動連續(xù)觀測，獲取大氣性質(zhì)實時變化。
通過探測激光與大氣中各種分子和大氣氣溶膠等介質(zhì)相互作用的輻射信號來反演大氣性質(zhì)，其測量原理涉及激光輻射與大氣介質(zhì)間相互作所產(chǎn)生的各種物理過程。
按照不同原理區(qū)分，有差分吸收雷達、米散射雷達、拉曼雷達等等，激光雷達測量大氣參數(shù)包括：氣溶膠和云（能見度，不同波長散射和消光特性，偏振特性，整層光學(xué)厚度和大氣透過率等），溫度、密度（氣壓）、濕度（水汽含量），痕量氣體含量（ SO2、 O3、CO2 、NOx、CH4）， 風(fēng)場等。
隨著激光雷達技術(shù)的不斷發(fā)展，它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于大氣、環(huán)境、氣象、空間、遙感等眾多領(lǐng)域。
激光雷達的優(yōu)點：
1、分辨率高
激光雷達可以獲得高的角度、距離和速度分辨率。
通常角分辨率不低于0.1mard也是說可以分辨3km距離上相距0.3m的兩個目標(biāo)（這是微波雷達無論如何也辦不到的），并可同時跟蹤多個目標(biāo)；距離分辨率可達0.lm；速度分辨率能達到10m/s以內(nèi)。
距離和速度分辨率高，意味著可以利用距離——多譜勒成像技術(shù)來獲得目標(biāo)的清晰圖像。
分辨率高，是激光雷達的顯著的優(yōu)點，其多數(shù)應(yīng)用都是基于此。
2、隱蔽性好、抗有源干擾能力強
激光直線傳播、方向性好、光束非常窄，只有在其傳播路徑上才能接收到，因此敵方截獲非常困難，且激光雷達的發(fā)射系統(tǒng)（發(fā)射望遠鏡）口徑很小，可接收區(qū)域窄，有意發(fā)射的激光干擾信號進入接收機的概率低；另外，與微波雷達易受自然界廣泛存在的電磁波影響的情況不同，自然界中能對激光雷達起干擾作用的信號源不多，因此激光雷達抗有源干擾的能力很強，適于工作在日益復(fù)雜和激烈的信息戰(zhàn)環(huán)境中。
3、低空探測性能好
微波雷達由于存在各種地物回波的影響，低空存在有一定區(qū)域的盲區(qū)（無法探測的區(qū)域）。
而對于激光雷達來說，只有被照射的目標(biāo)才會產(chǎn)生反射，完全不存在地物回波的影響，因此可以“零高度”工作，低空探測性能較微波雷達強了許多。
4、體積小、質(zhì)量輕
通常普通微波雷達的體積龐大，整套系統(tǒng)質(zhì)量數(shù)以噸記，光天線口徑達幾米甚至幾十米。
而激光雷達要輕便、靈巧得多，發(fā)射望遠鏡的口徑一般只有厘米級，整套系統(tǒng)的質(zhì)量小的只有幾十公斤，架設(shè)、拆收都很簡便。
而且激光雷達的結(jié)構(gòu)相對簡單，維修方便，操縱容易，價格也較低。
激光雷達的障礙物檢測流程一般如下：
1、 考慮到車上有多個傳感器共同作業(yè)，需要對輸入的激光點云做時間同步和外參標(biāo)定。
2、考慮到激光雷達的采樣噪聲和點云數(shù)據(jù)量大的問題，需要對點云做預(yù)處理，減少數(shù)據(jù)量，剔除噪聲點。
3、每幀點云數(shù)據(jù)中包含了大量的地面點，檢測的目的是獲取道路障礙物信息，需要進一步分割出地面上的點云。
4、地面上的障礙物點通常采用無監(jiān)督的聚類算法形成多個團簇，每個團簇則表示一個障礙物。
5、針對團簇的物體識別可以根據(jù)任務(wù)需求而定，如果需要類別信息，可以采用特征提取+分類器的方式分類障礙物。
6、對每一塊團簇做包圍框擬合，計算障礙物屬性，比如中心點，質(zhì)心點，長寬高等。
7、對每一個障礙物構(gòu)建一個濾波器做跟蹤，平滑輸出。
激光雷達有哪些優(yōu)勢:
1、激光雷達可以準(zhǔn)確估計障礙物的位置。
到目前為止，我們還沒有更準(zhǔn)確的方法來做到這一點。
2、如果我們看到車輛前面的激光雷達生成的點云，即使障礙物檢測系統(tǒng)沒有檢測到任何東西，我們也可以停下來。
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