激光雷达(第四稿)教程.pptx

关于激光雷达的研究报告 报告目录 NO.1 NO.2 NO.3 NO.4 激光雷达的原理 激光雷达的现状和优点 激光雷达的应用和重要性 未来的发展前景 1 激光雷达的原理 1.激光器发出激光到达目标2.激光在目标上发生散射3.部分散射光被探测器接收4.内置信息处理器对收集到的光信号进行转变与分析 CO2激光器 月基光学望远镜 光电探测器 纠偏跟踪架 2 激光雷达的现状和优点 直接探测型 相干探测型 根据探测技术的不同，激光雷达可以分为直接探测型和相干探测型两种。 其中直接探测型激光雷达采用脉冲振幅调制技术（AM），且不需要干涉仪。相干探测型激光 雷达可用外差干涉，零拍干涉或失调零拍干涉，相应的调谐技术分别为脉冲振幅调制，脉冲频率调制（FM）或混合调制。 按工作方式可分为脉冲激光雷达和连续波激光雷达。 按照不同功能，激光雷达可分为跟踪雷达，运动目标指示雷达，流速 测量雷达，风剪切探测雷达，目标识别雷达，成像雷达及振动传感雷达等。 激光雷达种类 福特，沃尔沃 无人驾驶汽车均配备了激光雷达 百度、谷歌 特斯拉 最重要的元器件就是这个不起眼的激光传感器 激光雷达目前应用及企业重视情况 致力于激光雷达的研发和商业化 向硅谷激光雷达技术厂商Velodyne LiDAR投资1.5亿美元用以加速下一代激光雷达的开发和制造 目前我国车载三维激光雷达市场将近十亿元，赛迪顾问预测2030年中国车载三维激光雷达市场规模有望接近百亿元，届时车载三维激光雷达成本将降至千元左右。随着业界对激光雷达重要性的认知不断深入，以及无人驾驶庞大需求的释放，未来将有更多资本、资源投入到激光雷达领域，相关产业链爆发在即。 我国现状 分辨率高 激光雷达可以获得极高的角度、距离和速度分辨率。通常角分辨率不低于0.1mard也就是说可以分辨3km距离上相距0.3m的两个目标，并可同时跟踪多个目标；距离分辨率可达0.lm；速度分辨率能达到10m/s以内。距离和速度分辨率高，意味着可以利用距离——多谱勒成像技术来获得目标的清晰图像。分辨率高，是激光雷达的最显著的优点，其多数应用都是基于此。 分辨率高 隐蔽性强 低空探测性能好 体积小质量轻 隐蔽性好、抗有源干扰能力强 激光直线传播、方向性好、光束非常窄，只有在其传播路径上才能接收到，因此敌方截获非常困难，且激光雷达的发射系统口径很小，可接收区域窄，有意发射的激光干扰信号进入接收机的概率极低；另外，与微波雷达易受自然界广泛存在的电磁波影响的情况不同，自然界中能对激光雷达起干扰作用的信号源不多，因此激光雷达抗有源干扰的能力很强，适于工作在日益复杂和激烈的信息战环境中。 分辨率高 隐蔽性强 低空探测性能好 体积小质量轻 低空探测性能好 微波雷达由于存在各种地物回波的影响，低空存在有一定区域的盲区。而对于激光雷达来说，只有被照射的目标才会产生反射，完全不存在地物回波的影响，因此可以“零高度”工作，低空探测性能较微波雷达强了许多。 分辨率高 隐蔽性强 低空探测性能好 体积小质量轻 体积小、质量轻 通常普通微波雷达的体积庞大，整套系统质量数以吨记，光天线口径就达几米甚至几十米。而激光雷达就要轻便、灵巧得多，发射望远镜的口径一般只有厘米级，整套系统的质量最小的只有几十公斤，架设、拆收都很简便。而且激光雷达的结构相对简单，维修方便，操纵容易，价格也较低。 分辨率高 隐蔽性强 低空探测性能好 体积小质量轻 3 激光雷达的重要性 安全性 智能性 便利性 4 未来的发展前景 100美元 8万美元 一辆特斯拉的价格不过66万，而激光雷达的价格超过70万，比一辆特斯拉还贵。百度在之前演示的自动驾驶车上，使用的激光雷达成本就高达 70 万人民币（百度无人车用的就是64位激光，用于百度无人车的64线激光雷达去年的价格是10万美元，约合人民币50万元，周围还有数个16线激光雷达，价格同样不菲。激光发射器线束越多，每秒采集的点云数据就越多。当然，线束越多，也就意味着造价就更加贵）百度所用激光雷达是Velodyne公司生产的，谷歌也曾用过。Velodyne过去生产的激光雷达，定价高达七万美元，这相当于两辆汽车的价格。后来，该公司推出了一种价格低于三万美元的新型激光雷达，使用较少的激光束。现有的激光雷达传感器价格过高，无人驾驶汽车上使用的最先进的激光雷达单价超过8万美元，最便宜的也达到8000美元。 发展前景 激光雷达的高价确实让普通车望而却步。不过，目前已经有开发商在开发廉价版激光雷达。比如，一家叫作innoviz Technologies的以色列初创公司站了出来。他们承诺将在2018年