大气激光雷达成像

激光雷达是结合了光学、电子、机械、软件、芯片、器件等技术，可以进行环境 探测、数据处理和传输的智能传感器。激光雷达由发射系统、接收系统、信息处 理系统和扫描系统组成。发射系统中的激励源周期性地驱动激光器，发射激光脉 冲，激光调制器通过光束控制器控制发射激光的方向和线数，通过发射光学系统，将激光发射至目标物体；经接收光学系统，光电探测器接收目标物体反射 回来的激光，产生接收信号；接收信号经过放大处理和模数转换，经由信息处理 模块计算，获取目标表面形态、物理属性等特性，然后建立物体模型。扫描系统 对所在的平面扫描，并产生实时的平面图信息。半导体激光器是以直接带隙半导体材料构成的Pn结或Pin结为工作物质的一种小型化激光器。大气激光雷达成像

EEL 进一步分为 FP/DFB/EML 三类，应用场景相异。FP、DFB 为两个器件，通过 控制电流的有无来调制信息输出激光，故被称为直接调制激光器芯片（DML）。在 DML 中，FP 激光器诞生较早，主要用于低速率短距离传输；DFB 在 FP 激光器的基础上发展 而来，采用光栅滤光器件实现单纵模输出，主要用于高速中长距离传输。DML 通过调 制注入电流来实现信号调制，然而注入电流的大小会改变激光器有源区的折射率，造成 波长漂移（啁啾）从而产生色散，限制了传输距离；同时，DML 带宽有限，调制电流大 时激光器容易饱和，难以实现较高的消光比。 电吸收调制激光器芯片（EML）较好地缓解了啁啾色散问题，它由 EAM 电吸收调制器与 DFB 激光器集成而来，信号传输质量高，易实现高速率长距离的传输，不过价 格与能耗相对较高。大气激光雷达成像此时激光雷达所测到的这两种波长光信号衰减差是待测对象的吸收所致。

激光雷达目前已形成较为完善的供应链，随着不断发展，成本必然会大幅下降。有报告显示，2021年，车载激光雷达的平均单价约为6500元左右，而这一数字有望在2030年降至1719元左右。也就是说，对于其他传感器而言的成本优势，也将逐渐缩小。导航辅助驾驶的另一个未来目标——摆脱高精地图，也决定了激光雷达存在的必要性。正如自动驾驶公司毫末智行提出的“重感知，轻地图”一样，车辆的感知能力，将在未来成为摆脱高精地图的基础。。

将激光雷达安置于坐标原点，利用激光雷达测定平面上目标点坐标（r，θ），实现对目标点的定位。为了避免激光雷达测量上的视野盲区，设置激光雷达在平面上 360° 旋转对空间进行扫描捕获目标点，为了消除激光雷达位于一固定点对目标点的定位，导致定位测量上数据的单一性，将激光雷达置于一移动平台，构建动态坐标系，测量与平台同平面目标点相对激光雷达位置的坐标（ri，θi），通过坐标转换，将多次测量的坐标平均值作为目标点的定位坐标值，实现对平面上特征点的定位，然后利用 MATLAB 进行数据处理绘图。激光雷达由发射，接收和后置信号处理三部分和使此三部分协调工作的机构组成。

从自动驾驶到ADAS，市场在变，激光雷达也在变。高阶ADAS拿掉激光雷达的可能性越来越小激光雷达在今年扎堆上车，反映了一个现象——ADAS需要的感知能力变强了。目前来看，几乎所有想要实现城市NOA（导航辅助驾驶）功能的车型，都一定会搭载激光雷达。辅助驾驶的可用区域一旦覆盖至城市，需要面对更加复杂的交通环境，也需要对更多交通参与者的安全负责。从安全角度来说，激光雷达的高精度三维感知，也并不多余。而特斯拉是个例，其提出的“视觉感知路线”，不仅否定了激光雷达的在ADAS中激光雷达存在的意义，甚至全盘否定了所有雷达。只要有一个脉冲幅值首先超越阂值，检测电路就会将其确定为回波。大气激光雷达成像

提高激光回波接收灵敏度的方法主要是接收机选用适当的探测方式和光电探测器。大气激光雷达成像

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