韭菜花音乐|你是我的眼——激光雷达主动三维成像系统丨流光E彩
原创刘博姜朔中科院之声昨天
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流光E彩
语音播报来自中科院之声00:0009:43
编者按：半个世纪光电情 ， 披星戴月星辰明 。 中科院之声与中国科学院光电技术研究所联合开设“流光E彩”科普专栏 ， 讲述生活中的光电科普趣事 ， 传播最生动的光电知识 ， 展示最前沿的光电进展 。
随着人工智能的发展 ， 汽车自动驾驶不再是想象中的场景 ， 你知道汽车是如何看清周围的环境 ， 实现自主驾驶吗？这就不得不提到机器人的“眼睛”——三维成像激光雷达 。 激光雷达顾名思义 ， 就是一种借助激光对物体距离进行测量的主动探测遥感设备 ， 与微波雷达类似 ， 人们最早是从蝙蝠身上找到的灵感 。 激光雷达与它们相比测距精度更高 ， 并且可以看到物体更加细节的特征 ， 因而在生活中有着非常广泛的应用 。
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蝙蝠和雷达（图片来自网络）
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自动驾驶汽车（图片来自网络）
上世纪六七十年代 ， 发达国家就已经开始了激光雷达在三维成像领域的研究 。 如果把激光雷达对物体的成像比作盲人摸象 ， 那么我们可以把“摸象”的过程分成两步：首先是知道“象”的位置和距离 ， 然后通过在“象”身上不断摸索来确定“象”的样子 。 而这也就对应着三维成像激光雷达工作的两大部分：激光距离测量过程和激光三维成像过程 。
激光雷达的测距方法有哪些呢？
就像大家所熟知的那样 ， 路程=速度×时间 ， 激光雷达的测距过程也离不开这个公式 。 在空间中 ， 激光的飞行速度是已知的3×108m/s 。 现有的激光雷达测距方法有很多种 ， 除了直接测量激光脉冲飞行时间的方式 ， 还可以通过对发射激光信号的幅度、频率等参数进行调制来间接的获取目标的距离信息 。
【韭菜花音乐|你是我的眼——激光雷达主动三维成像系统丨流光E彩】利用激光雷达进行距离测量 ， 针对不同的应用场景 ， 我们要对症下药 。
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