除了无人驾驶,激光雷达还应用在哪些领域?

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雷达对很多人而言并不陌生,但激光雷达可能听到得不多,近年随着谷歌、特斯拉等无人驾驶技术的曝光,激光雷达也广受关注。

除了无人驾驶,激光雷达还应用在哪些领域?

激光雷达,即光探测与测量,是一种集激光,全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS)三种技术于一身的系统,用于获得数据并生成精确的DEM(数字高程模型)。从工作原理上讲,与微波雷达没有根本的区别,但相对于微波雷达,具有分辨率高、隐蔽性好、抗有源干扰能力强、低空探测性能好、体积小质量轻等特点。

随着激光技术的不断发展与普及,激光雷达的应用领域也越来越多,无人驾驶汽车、无人驾驶飞机、3D打印、VR/AR等领域都可以看到它的身影。

无人驾驶汽车

除了无人驾驶,激光雷达还应用在哪些领域?

激光雷达在无人驾驶汽车上的应用已经不是什么新闻了,激光雷达又被称为无人驾驶的眼睛。无人驾驶是近几年非常热门一门技术,目前,无人驾驶汽车是通过车载传感系统感知道路环境,自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标的智能汽车。

激光雷达是怎么帮汽车识别路口与方向呢?激光雷达使用的技术是飞行时间,就是根据激光遇到障碍物后的折返时间,计算目标与自己的相对距离。激光光束可以准确测量视场中物体轮廓边沿与设备间的相对距离,这些轮廓信息组成所谓的点云并绘制出3D环境地图,精度可达到厘米级别,从而提高测量精度。

无人驾驶飞机

除了无人驾驶,激光雷达还应用在哪些领域?

无人驾驶技术可不只是在汽车上大有用途,未来无人驾驶飞机也会出现,这听起来是不是很酷炫!它是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。机上无驾驶舱,但安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备。地面、舰艇上或母机遥控站人员通过雷达等设备,对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输。可在无线电遥控下像普通飞机一样起飞或用助推火箭发射升空,也可由母机带到空中投放飞行。

而在无人驾驶飞机上,车载雷达也至关重要。机载激光雷达是一种安装在飞机上的机载激光探测和测距系统,可以量测地面物体的三维坐标。早在上世纪七十年代,由美国航天局研发,LIDAR测绘技术空载激光扫瞄技术开始了发展,并且速度飞快,约在1995年开始商业化。

3D打印

除了无人驾驶,激光雷达还应用在哪些领域?

近年来,3D打印备受关注,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印作为前沿性、先导性的智能制造技术,将引领传统生产方式和生产工艺的变革,有望成为推动新一轮工业革命的源动力。

在3D打印里面,也有用到激光雷达的地方,如最近很火的Printoptical3D打印技术本质上是一种“从CAD设计到光学部件”的一站式技术,其打印出来的光学部件不需要进行像抛光、研磨和着色这样的后处理。这种技术主要基于成熟的宽幅工业喷墨打印设备,通过紫外线固化的透明聚合物液滴喷射出来,然后被集成在打印头上的强紫外线灯固化,最终可以形成各种各样的几何形状,激光雷达在这里面扮演者测量、监控等角色。

VR/AR

除了无人驾驶,激光雷达还应用在哪些领域?

VR/AR也是最近几年火起来的,市场前景可观。VR一体机、智能眼镜等产品已经面市,AR眼镜、AR头显的应用也是非常之广。

在用到AR头显进行的游戏中,运用的空间感知定位技术里面会用到激光雷达和许多配套的光学传感器,通过SLAM技术(即时定位与地图构建),精准定位自己在三维空间中的位置,增强在游戏中的真实体验感。

智慧交通

除了无人驾驶,激光雷达还应用在哪些领域?

随着大城市人口的不断增长,城市的交通也变得更加拥挤,这要求未来的交通更“智慧”。物联网、传感器、人工智能的快速发展让这些变成现实。信息技术、传感技术、通信技术等多种技术在交通领域广泛的应用。激光雷达在很多地方都有用武之地,例如在毫米波雷达能精确地检测车道级和毫秒级的数据,这种检测是微观的,同时也是实时和准确的,可以用于信号灯控制机即时感应控制、自适应控制和绿波带控制,也是未来实现车联网车路协同的基础。

海洋探索和渔业资源监测

除了无人驾驶,激光雷达还应用在哪些领域?

近年来,环境问题广受大家关注,而对海洋环境的保护已成共识,海洋激光雷达作为一种先进的海洋探索与监测手段,已经成为主流。

激光雷达与海洋生物相关的应用主要体现在渔业资源调查和海洋生态环境监测两方面。前者常采用蓝绿脉冲光作为激发光源,通过对激光回波信号的识别提取以获得鱼群分布区域和密度信息,结合偏振特征分析可对鱼群种类进行识别;后者常采用海洋激光荧光雷达,通过对激光诱导目标物发射的荧光等光谱信号的探测分析以获得海洋浮游生物及叶绿素等物质的种类和浓度分布信息。

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