激光雷達(dá)（英文：Laser Radar），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）,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,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)。
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。
現(xiàn)代激光技術(shù)、探測(cè)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)確保激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連續(xù)觀測(cè)，獲取大氣性質(zhì)實(shí)時(shí)變化。
通過(guò)探測(cè)激光與大氣中各種分子和大氣氣溶膠等介質(zhì)相互作用的輻射信號(hào)來(lái)反演大氣性質(zhì)，其測(cè)量原理涉及激光輻射與大氣介質(zhì)間相互作所產(chǎn)生的各種物理過(guò)程。
按照不同原理區(qū)分，有差分吸收雷達(dá)、米散射雷達(dá)、拉曼雷達(dá)等等，激光雷達(dá)測(cè)量大氣參數(shù)包括：氣溶膠和云（能見(jiàn)度，不同波長(zhǎng)散射和消光特性，偏振特性，整層光學(xué)厚度和大氣透過(guò)率等），溫度、密度（氣壓）、濕度（水汽含量），痕量氣體含量（ SO2、 O3、CO2 、NOx、CH4）， 風(fēng)場(chǎng)等。
隨著激光雷達(dá)技術(shù)的不斷發(fā)展，它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于大氣、環(huán)境、氣象、空間、遙感等眾多領(lǐng)域。
激光雷達(dá)有哪些優(yōu)勢(shì):
1、激光雷達(dá)可以準(zhǔn)確估計(jì)障礙物的位置。
到目前為止，我們還沒(méi)有更準(zhǔn)確的方法來(lái)做到這一點(diǎn)。
2、如果我們看到車(chē)輛前面的激光雷達(dá)生成的點(diǎn)云，障礙物檢測(cè)系統(tǒng)沒(méi)有檢測(cè)到任何東西，我們也可以停下來(lái)。
汽車(chē)使用的雷達(dá)主要有三種：
1、超聲波雷達(dá)：這是一種很常見(jiàn)的傳感器，主要用于短距離障礙物探測(cè)，比如倒車(chē)?yán)走_(dá)，平時(shí)倒車(chē)時(shí)發(fā)出的滴滴聲，是超聲波雷達(dá)給出的反饋。
它的優(yōu)點(diǎn)是成本低，測(cè)距方法簡(jiǎn)單，適合短距離測(cè)量。
2、毫米波雷達(dá)：工作原理和超聲波雷達(dá)類(lèi)似，但它更進(jìn)了一步，多用于測(cè)距離、速度和方位。
優(yōu)點(diǎn)是分辨率高，反應(yīng)速度敏捷，不受天氣影響，能夠穿透霧、煙、灰塵等，測(cè)量距離更遠(yuǎn)，一般在150-250米之間。
3、激光雷達(dá)：優(yōu)點(diǎn)是探測(cè)范圍廣，獲取距離和位置的精度更高，能生成三維的位置信息，快速確定目標(biāo)的位置、大小、外貌和材質(zhì)，在遠(yuǎn)、小障礙物、近距離加塞等場(chǎng)景有優(yōu)勢(shì)。
激光雷達(dá)的障礙物檢測(cè)流程一般如下：
1、 考慮到車(chē)上有多個(gè)傳感器共同作業(yè)，需要對(duì)輸入的激光點(diǎn)云做時(shí)間同步和外參標(biāo)定。
2、考慮到激光雷達(dá)的采樣噪聲和點(diǎn)云數(shù)據(jù)量大的問(wèn)題，需要對(duì)點(diǎn)云做預(yù)處理，減少數(shù)據(jù)量，剔除噪聲點(diǎn)。
3、每幀點(diǎn)云數(shù)據(jù)中包含了大量的地面點(diǎn)，檢測(cè)的目的是獲取道路障礙物信息，需要分割出地面上的點(diǎn)云。
4、地面上的障礙物點(diǎn)通常采用無(wú)監(jiān)督的聚類(lèi)算法形成多個(gè)團(tuán)簇，每個(gè)團(tuán)簇則表示一個(gè)障礙物。
5、針對(duì)團(tuán)簇的物體識(shí)別可以根據(jù)任務(wù)需求而定，如果需要類(lèi)別信息，可以采用特征提取+分類(lèi)器的方式分類(lèi)障礙物。
6、對(duì)每一塊團(tuán)簇做包圍框擬合，計(jì)算障礙物屬性，比如中心點(diǎn)，質(zhì)心點(diǎn)，長(zhǎng)寬高等。
7、對(duì)每一個(gè)障礙物構(gòu)建一個(gè)濾波器做跟蹤，平滑輸出。
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