什麼是激光雷達？

激光雷達是一項經常包含在自動駕駛汽車等項目中的技術。激光雷達這個名字有多種含義，儘管它們描述的概念都是一樣的。這個名字最初來自“光”和“雷達”的混合詞，但後來被賦予了“光探測和測距”和“激光成像、探測和測距”的反義詞。

激光雷達是如何工作的？

激光雷達使用一束或多束激光來生成高分辨率的距離測量值。所使用的激光可以在紫外線、可見光和紅外線之間變化，具體波長取決於正在執行的任務。

當激光束擊中表面時，部分光會通過反向散射反射回設備。然後用飛行時間相機檢測反射光，該相機通過反射光到達檢測器所需的時間來確定距離。

提示：背向散射是大多數表面發生的反射類型。特定的反射器（例如鏡子）可以將大部分入射光重定向到一個特定方向，但大多數材料會將反射光散射到所有方向。

激光雷達的一個限制是它僅限於直接視線，它只能檢測激光在任何​​特定方向遇到的第一個物體的存在。這意味著所有對像都會在它們身後投下一個盲點陰影，因此即使只是稍微隱藏的對像也很容易錯過。

激光雷達的用途

在自動駕駛汽車上常見的典型掃描激光雷達配置中，激光源安裝在汽車頂部的快速旋轉外殼中。這種設計允許汽車生成完整的 360 度距離測量，因此它知道是否有任何物體靠得太近。快速旋轉還允許每秒多次執行這些距離測量，從而可以對可能迅速發展的情況進行實時調整。通常，使用多個激光器，或者將激光束分開以允許設備一次掃描一系列高度。

激光雷達設備也安裝在飛機或衛星上以執行表面測繪操作。使用特定的激光頻率，激光雷達也能夠繪製海底深度圖，儘管分辨率有所降低。這些視角還可用於監測雲覆蓋和某些污染物（如氣溶膠）的存在。衛星的使用不僅限於地面探測器。激光雷達還可以安裝在深空任務中，用於測距和繪製其他行星、衛星和其他天體的表面。

激光雷達還可用於從多個靜止視角生成一個區域的極其精確的 3D 模型。這對於建築和施工用途特別有用，但也有其他用途，例如犯罪現場重建。