LidarLidar的工作原理

LidarLidar的工作原理

Lidar，即Light Detection and Ranging的缩写，是一种利用激光测距原理工作的传感器。其工作流程是，激光发射器发射一束光脉冲，这束光经空气传播并被地面或物体表面反射，反射回来的光信号被传感器接收。通过精确测量发射和接收的时间差，根据光速计算出物体与传感器之间的距离，公式为 R = ct/2，其中c是光速，t是时间差。

激光雷达通常设计成发射和接收光路共享，这样可以提高精度。在现代应用中，如飞机上的激光扫描仪，它会连续发射激光束并接收地面反射的回波。同时，结合惯性导航系统（IMU）和全球定位系统（DGPS），可以记录激光发射点的空间位置和姿态，从而构建出高精度的三维空间模型。这种系统包括动态差分GPS接收机、姿态测量装置（IMU）、激光测距系统以及数码相机等组件。

激光测距系统的核心原理是利用光在空气中的传播速度，通过测量光波往返时间来确定距离。常用的方法有脉冲法和相位法，其中脉冲法直接测量光脉冲的传播时间，相位法则通过连续波信号的相位变化来推算时间。对于不平整的表面，三维激光扫描仪可以获取物体的表面细节，而机载激光雷达则能提供高精度的数字地形图。

为了获取全面的扫描信息，激光扫描通常采用不同的方式，如线扫描、圆锥扫描和光纤光学阵列扫描。线扫描通过扫描镜在平面上移动，圆锥扫描则形成一系列重叠的椭圆形光斑，光纤阵列扫描则形成平行或Z字形的扫描线。

扩展资料
LiDAR——Light Detection And Ranging，即光探测与测量。是利用GPS（Global Position System）和IMU（Inertial Measurement Unit，惯性测量装置）机载激光扫描。其所测得的数据为数字表面模型(Digital Surface Model, DSM)的离散点表示，数据中含有空间三维信息和激光强度信息。应用分类(Classification)技术在这些原始数字表面模型中移除建筑物、人造物、覆盖植物等测点，即可获得数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)，并同时得到地面覆盖物的高度。