SICK激光雷達(dá)LMS511-10100灼華現(xiàn)貨

激光雷達(dá) （一種機(jī)械設(shè)施） 編輯
本詞條由“科普中國(guó)”百科科學(xué)詞條編寫(xiě)與應(yīng)用工作項(xiàng)目 審核 ,。
激光雷達(dá),，是以發(fā)射激光束探測(cè)目標(biāo)的位置、速度等特征量的雷達(dá)系統(tǒng),。其工作原理是向目標(biāo)發(fā)射探測(cè)信號(hào)(激光束),然后將接收到的從目標(biāo)反射回來(lái)的信號(hào)(目標(biāo)回波)與發(fā)射信號(hào)進(jìn)行比較,作適當(dāng)處理后,就可獲得目標(biāo)的有關(guān)信息,如目標(biāo)距離,、方位、高度,、速度,、姿態(tài)、甚至形狀等參數(shù),從而對(duì)飛機(jī),、到彈等目標(biāo)進(jìn)行探測(cè),、跟蹤和識(shí)別。它由激光發(fā)射機(jī),、光學(xué)接收機(jī),、轉(zhuǎn)臺(tái)和信息處理系統(tǒng)等組成，激光器將電脈沖變成光脈沖發(fā)射出去,，光接收機(jī)再把從目標(biāo)反射回來(lái)的光脈沖還原成電脈沖,，送到顯示器,。
中文名 激光雷達(dá) 外文名 Laser Radar 用    途 探測(cè)距離、方位,、高度,、速度等
目錄
1 定義
2 構(gòu)成與原理
3 優(yōu)缺點(diǎn)
4 分類(lèi)
5 用途
6 歷史與發(fā)展
7 研發(fā)現(xiàn)狀
8 機(jī)載海洋激光雷達(dá)
9 自動(dòng)駕駛激光雷達(dá)
定義編輯
LiDAR(Light Detection and Ranging)，是激光探測(cè)及測(cè)距系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱(chēng),，另外也稱(chēng)Laser Radar [1]  或LADAR(Laser Detection and Ranging) [2]  ,。
用激光器作為發(fā)射光源，采用光電探測(cè)技術(shù)手段的主
激光雷達(dá)
激光雷達(dá)
動(dòng)遙感設(shè)備,。激光雷達(dá)是激光技術(shù)與現(xiàn)代光電探測(cè)技術(shù)結(jié)合的良好探測(cè)方式,。由發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng) ,、信息處理等部分組成,。發(fā)射系統(tǒng)是各種形式的激光器，如二氧化碳激光器,、摻釹釔鋁石榴石激光器、半導(dǎo)體激光器及波長(zhǎng)可調(diào)諧的固體激光器以及光學(xué)擴(kuò)束單元等組成,；接收系統(tǒng)采用望遠(yuǎn)鏡和各種形式的光電探測(cè)器,，如光電倍增管、半導(dǎo)體光電二極管,、雪崩光電二極管,、紅外和可見(jiàn)光多元探測(cè)器件等組合。激光雷達(dá)采用脈沖或連續(xù)波2種工作方式,，探測(cè)方法按照探測(cè)的原理不同可以分為米散射,、瑞利散射、拉曼散射,、布里淵散射,、熒光、多普勒等激光雷達(dá),。
構(gòu)成與原理編輯
LIDAR是一種集激光,，*定位系統(tǒng)(GPS)和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)三種技術(shù)與一身的系統(tǒng)，用于獲得數(shù)據(jù)并生成精確的DEM,。這三種技術(shù)的結(jié)合,，可以高度準(zhǔn)確地定位激光束打在物體上的光斑。它又分為目前日臻成熟的用于獲得地面數(shù)字高程模型(DEM)的地形LIDAR系統(tǒng)和已經(jīng)成熟應(yīng)用的用于獲得水下DEM的水文LIDAR系統(tǒng),，這兩種系統(tǒng)的共同特點(diǎn)都是利用激光進(jìn)行探測(cè)和測(cè)量,，這也正是LIDAR一詞的英文原譯，即：LIght Detection And Ranging - LIDAR,。
激光本身具有非常精確的測(cè)距能力,，其測(cè)距精度可達(dá)幾個(gè)厘米,，而LIDAR系統(tǒng)的精確度除了激光本身因素，還取決于激光,、GPS及慣性測(cè)量單元(IMU)三者同步等內(nèi)在因素,。隨著商用GPS及IMU的發(fā)展，通過(guò)LIDAR從移動(dòng)平臺(tái)上（如在飛機(jī)上）獲得高精度的數(shù)據(jù)已經(jīng)成為可能并被廣泛應(yīng)用,。
LIDAR系統(tǒng)包括一個(gè)單束窄帶激光器和一個(gè)接收系統(tǒng),。激光器產(chǎn)生并發(fā)射一束光脈沖，打在物體上并反射回來(lái),，最終被接收器所接收,。接收器準(zhǔn)確地測(cè)量光脈沖從發(fā)射到被反射回的傳播時(shí)間。因?yàn)楣饷}沖以光速傳播,，所以接收器總會(huì)在下一個(gè)脈沖發(fā)出之前收到前一個(gè)被反射回的脈沖,。鑒于光速是已知的，傳播時(shí)間即可被轉(zhuǎn)換為對(duì)距離的測(cè)量,。結(jié)合激光器的高度,，激光掃描角度，從GPS得到的激光器的位置和從INS得到的激光發(fā)射方向,，就可以準(zhǔn)確地計(jì)算出每一個(gè)地面光斑的坐標(biāo)X,，Y，Z,。激光束發(fā)射的頻率可以從每秒幾個(gè)脈沖到每秒幾萬(wàn)個(gè)脈沖,。舉例而言，一個(gè)頻率為每秒一萬(wàn)次脈沖的系統(tǒng),，接收器將會(huì)在一分鐘內(nèi)記錄六十萬(wàn)個(gè)點(diǎn),。一般而言，LIDAR系統(tǒng)的地面光斑間距在2-4m不等,。 [3]
激光雷達(dá)的工作原理與雷達(dá)非常相近,，以激光作為信號(hào)源，由激光器發(fā)射出的脈沖激光,，打到地面的樹(shù)木,、道路、橋梁和建筑物上,，引起散射,，一部分光波會(huì)反射到激光雷達(dá)的接收器上，根據(jù)激光測(cè)距原理計(jì)算,，就得到從激光雷達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)的距離,，脈沖激光不斷地掃描目標(biāo)物，就可以得到目標(biāo)物上全部目標(biāo)點(diǎn)的數(shù)據(jù),，用此數(shù)據(jù)進(jìn)行成像處理后,，就可得到精確的三維立體圖像,。
激光雷達(dá)最基本的工作原理與線電雷達(dá)沒(méi)有區(qū)別，即由雷達(dá)發(fā)射系統(tǒng)發(fā)送一個(gè)信號(hào),，經(jīng)目標(biāo)反射后被接收系統(tǒng)收集,，通過(guò)測(cè)量反射光的運(yùn)行時(shí)間而確定目標(biāo)的距離。至于目標(biāo)的徑向速度,，可以由反射光的多普勒頻移來(lái)確定,，也可以測(cè)量?jī)蓚€(gè)或多個(gè)距離，并計(jì)算其變化率而求得速度,，這是,、也是直接探測(cè)型雷達(dá)的基本工作原理。 [4]

優(yōu)缺點(diǎn)編輯
激光雷達(dá)的優(yōu)點(diǎn)
與普通微波雷達(dá)相比,激光雷達(dá)由于使用的是激光束,工作頻率較微波高了許多,因此帶來(lái)了很多優(yōu)點(diǎn),主要有：
（1）分辨率高
激光雷達(dá)可以獲得*的角度,、距離和速度分辨率,。通常角分辨率不低于0.1mard也就是說(shuō)可以分辨3km距離上相距0.3m的兩個(gè)目標(biāo)(這是微波雷達(dá)論如何也辦不到的),并可同時(shí)跟蹤多個(gè)目標(biāo)；距離分辨率可達(dá)0.lm,；速度分辨率能達(dá)到10m/s以?xún)?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(lái)獲得目標(biāo)的清晰圖像。分辨率高,是激光雷達(dá)的較顯著的優(yōu)點(diǎn),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(qiáng)
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(dá)的發(fā)射系統(tǒng)(發(fā)射望遠(yuǎn)鏡)口徑很小,可接收區(qū)域窄,，有意發(fā)射的激光干擾信號(hào)進(jìn)入接收機(jī)的概率極低；另外,，與微波雷達(dá)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(duì)激光雷達(dá)起干擾作用的信號(hào)源不多，因此激光雷達(dá)抗有源干擾的能力很強(qiáng),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(cè)性能好
微波雷達(dá)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)(法探測(cè)的區(qū)域),。而對(duì)于激光雷達(dá)來(lái)說(shuō),只有被照射的目標(biāo)才會(huì)產(chǎn)生反射,*不存在地物回波的影響，因此可以"零高度"工作,，低空探測(cè)性能較微波雷達(dá)強(qiáng)了許多,。
（4）體積小、質(zhì)量輕
通常普通微波雷達(dá)的體積龐大,，整套系統(tǒng)質(zhì)量數(shù)以噸記,，光天線口徑就達(dá)幾米甚至幾十米。而激光雷達(dá)就要輕便,、靈巧得多,發(fā)射望遠(yuǎn)鏡的口徑一般只有厘米級(jí),整套系統(tǒng)的質(zhì)量醉小的只有幾十公斤,，架設(shè),、拆收都很簡(jiǎn)便。而且激光雷達(dá)的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,，維修方便,，操縱容易，價(jià)格也較低,。
激光雷達(dá)的缺點(diǎn)
首先,，工作時(shí)受天氣和大氣影響大。激光一般在晴朗的天氣里衰減較小,，傳播距離較遠(yuǎn),。而在大雨、濃煙,、濃霧等壞天氣里,，衰減急劇加大，傳播距離大受影響,。如工作波長(zhǎng)為10.6μm的co2激光,，是所有激光中大氣傳輸性能較好的,在壞天氣的衰減是晴天的6倍。地面或低空使用的co2激光雷達(dá)的作用距離,晴天為10—20km,而壞天氣則降至1 km以?xún)?nèi),。而且,大氣環(huán)流還會(huì)使激光光束發(fā)生畸變,、抖動(dòng)，直接影響激光雷達(dá)的測(cè)量精度,。
其次,，由于激光雷達(dá)的波束極窄,在空間搜索目標(biāo)非常困難，直接影響對(duì)非合作目標(biāo)的截獲概率和探測(cè)效率,只能在較小的范圍內(nèi)搜索,、捕獲目標(biāo),，因而激光雷達(dá)較少單獨(dú)直接應(yīng)用于戰(zhàn)場(chǎng)進(jìn)行目標(biāo)探測(cè)和搜索要。

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根據(jù)美國(guó)普華永道事務(wù)所的一份調(diào)查問(wèn)卷來(lái)看，如今超過(guò)三分之二的美國(guó)制造商正在應(yīng)用3D打印技術(shù),，對(duì)比兩年前,，更多的制造商將3D打印技術(shù)應(yīng)用于樣機(jī)研究、終端產(chǎn)品生產(chǎn)或兩者結(jié)合,，而只是處于實(shí)驗(yàn)研發(fā)階段的制造商比例有所降低