機載海洋激光雷達

傳統(tǒng)的水中目標探測裝置是聲納。根據(jù)聲波的發(fā)射和接收方式，聲納可分為主動式和被動式，可對水中目標進行警戒、搜索、定性和跟蹤。但它體積很大，重量一般在600公斤以上，有的甚至達幾十噸重。而激光雷達是利用機載藍綠激光器發(fā)射和接收設(shè)備，通過發(fā)射大功率窄脈沖激光，探測海面下目標并進行分類，既簡便，精度又高。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)來獲得目標的清晰圖像。

迄今，機載海洋激光雷達已發(fā)展了三代產(chǎn)品。20世紀90年代研制成功的第三代系統(tǒng)以第二代系統(tǒng)為基礎(chǔ)，增加了GPS定位和定高功能，系統(tǒng)與自動導(dǎo)航儀接口，實現(xiàn)了航線和高度的自動控制。

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激光雷達的應(yīng)用領(lǐng)域

激光雷達是一種工作在從紅外到紫外光譜段的雷達系統(tǒng)，其原理和構(gòu)造與激光測距儀極為相似。科學(xué)家把利用激光脈沖進行探測的稱為脈沖激光雷達，把利用連續(xù)波激光束進行探測的稱為連續(xù)波激光雷達。激光雷達的作用是能準確測量目標位置（距離和角度）、運動狀態(tài)（速度、振動和姿態(tài)）和形狀，探測、識別、分辨和跟蹤目標。那么激光雷達具體應(yīng)用到哪些領(lǐng)域呢？下面將作詳細講解！智慧交通隨著大城市人口的不斷增長，城市的交通也變得更加擁擠，這要求未來的交通更“智慧”。

激光雷達助力機器人行走

激光雷達憑借激光良好的指向性和高度聚焦性，已經(jīng)成為移動機器人的核心傳感器，同時它也是目前可靠、穩(wěn)定的定位技術(shù)。解決了機器人行走的問題，知道如何路徑規(guī)劃，以及避障的功能。目前，激光雷達的市場份額大多被諸如美國Velodyne、美國Quanergy、德國SICK、日本HOKUYO等國外企業(yè)占據(jù)，售價十分昂貴，多用于地圖、安保及無人駕駛。為了降低成本，順著“弱硬件+強算法”的思路，Quanery用固態(tài)圖像傳感器替代360 度旋轉(zhuǎn)的攝像頭和激光測距器，成本將降到 1000 美元一套左右。國內(nèi)SLAMTEC結(jié)合激光三角測距技術(shù)與高速視覺采集處理機構(gòu)，推出了售價僅千元的低成本激光雷達。這種技術(shù)主要基于成熟的寬幅工業(yè)噴墨打印設(shè)備，通過紫外線固化的透明聚合物液滴噴射出來，然后被集成在打印頭上的強紫外線燈固化，可以形成各種各樣的幾何形狀，激光雷達在這里面扮演者測量、監(jiān)控等角色。

激光雷達行業(yè)整體

目前，車載激光雷達的產(chǎn)品及生產(chǎn)廠商主要集中于國外，包括美國Velodyne公司、美國Quanegy公司以及德國IBEO公司等。國內(nèi)的激光雷達產(chǎn)品主要以2D激光雷達為主，多用于地形測繪、建筑測量、家用服務(wù)機器人等領(lǐng)域。不過，國內(nèi)以鐳神智能等創(chuàng)業(yè)公司為代表的企業(yè)也開始嘗試逐步進入車用激光雷達行業(yè)。同時，由于目前昂貴的價格成為車用激光雷達市場推廣的很大障礙，因此低成本化是其未來主要的發(fā)展趨勢。要如此的測量時間，因此對應(yīng)的測量系統(tǒng)的成本就很難降到很低，需要使用巧妙的方法降低測量難度。

激光雷達勘測可用于監(jiān)視下的圣海倫斯火山山頂變化

圣海倫火山以其發(fā)生在1980年5月18日08:32（太平洋標準時間）的爆發(fā)而聞名。這是美國歷死傷人數(shù)很多、經(jīng)濟損失很大的火山爆發(fā)（1912年阿拉斯加卡特邁火山爆發(fā)是美國規(guī)模很大的火山爆發(fā)）。圣海倫火山爆發(fā)造成57人死，250座住宅、47座橋梁、24公里鐵路和300公里高速公路被摧毀。火山爆發(fā)引發(fā)的大規(guī)模山崩使山的海拔高度從爆發(fā)前2950米下降到了2550米，并形成了1.5公里寬、125米深的馬蹄形火山口。噴發(fā)出的火山灰和碎屑的體積達到了2.3立方公里，是歷史記載中很大規(guī)模的一次。雖然與其他地質(zhì)年代發(fā)生過的火山爆發(fā)相比則有所遜色。對于全固態(tài)激光雷達來說，難的問題莫過于在不借助機械或盡量少借助機械結(jié)構(gòu)的前提下，如何實現(xiàn)光路的偏轉(zhuǎn)（發(fā)射），其次是如何實現(xiàn)激光回波的高信噪比檢測（接收），目前能夠看到的技術(shù)主要是兩種：MEMS和相控陣。

與喀斯喀特山脈其他火山類似，圣海倫火山呈圓錐形，由熔巖、火山灰、輕石和其它沉積物交替層疊堆積而成。圣海倫火山還包括玄武巖和安山巖層，幾個英安巖火山穹丘即為從中噴發(fā)形成。很大的一個火山穹丘構(gòu)成了老的山峰，另一個則構(gòu)成了北側(cè)的“山羊石”，它們都被1980年的爆發(fā)摧毀。激光雷達彌補了其他傳感器的精度短板，但同時也有其自身的缺陷，比如在雨雪天氣下的傳感器噪聲問題等。