无人车与激光雷达研究.ppt

无人车与激光雷达 专业：光学工程 姓名： PPT模板下载：/moban/ 行业PPT模板：/hangye/ 节日PPT模板：/jieri/ PPT素材下载：/sucai/ PPT背景图片：/beijing/ PPT图表下载：/tubiao/ 优秀PPT下载：/xiazai/ PPT教程： /powerpoint/ Word教程： /word/ Excel教程：/excel/ 资料下载：/ziliao/ PPT课件下载：/kejian/ 范文下载：/fanwen/ 试卷下载：/shiti/ 教案下载：/jiaoan/ 激光雷达简介 激光雷达原理 无人车介绍 结束语 1 2 3 4 1、激光雷达简介 (1)起源与发展 “雷达”(RADAR-Radio Detection And Ranging)。传统的雷达是以微波和毫米波作为载波的雷达，大约出现1935年左右。 最早公开报道提出激光雷达的概念是: 1967年美国国际电话和电报公司提出的，主要用于航天飞行器交会对接，并研制出原理样机;1978年美国国家航天局马歇尔航天中心研制成CO2相干激光雷达. 图1.1 雷达 图1.2 雷达显示屏幕 (1)起源与发展 激光雷达(LADAR-Laser Detection And Ranging)是以激光作为载波的雷达，以光电探测器为接收器件，以光学望远镜为天线的雷达。早期，人们还叫过光雷达(LIDAR-Light Detection And Ranging)，这里所谓的光实际上是指激光。 以后世界上陆续提出并实现：激光多普勒雷达、激光测风雷达、激光成像雷达、激光差分吸收雷达、拉曼散射激光雷达、微脉冲激光雷达、激光合成孔径雷达、激光相控阵雷达等。 图1.3 单线激光雷达 图1.4 多线激光雷达 (2)激光雷达与微波雷达的异同点 激光雷达是以激光器为辐射源的雷达，它是在微波雷达技术基础上发展起来的，两者在工作原理和结构上有许多相似之处 工作频率由无线电频段改变成了光频段，雷达具体结构、目标和背景特性上发生了变化。 微波天线由光学望远镜代替；接收通道中微波雷达可以直接用射频器件对接收信号进行放大、混频和检波等处理，激光雷达则必须用光电探测器将光频信号转换成电信号后进行处理。 信号处理，激光雷达基本上沿用了微波雷达中的成熟技术。 (3)激光雷达特点 ①分辨率高 角分辨率不低于0.1mard;距离分辨率可达0.lm;速度分辨率能达到10m/s以内. ②隐蔽性好、抗有源干扰能力强 激光直线传播、方向性好、光束非常窄. ③低空探测性能好 只有被照射的目标才会产生反射,完全不存在地物回波的影响. ④体积小、质量轻 发射望远镜的口径一般只有厘米级,整套系统质量最小的只有几十公斤 (4)三种综合性能雷达对比 2、激光雷达原理 (1)激光雷达基本结构 ①激光器：激光雷达的核心器件。激光器种类很多，性能各异，究竟选择哪种激光器作为雷达辐射源，往往要对各种因素加以综合考虑，其中包括：波长、大气传输特性、功率、信号形式、功率要求、平台限制（体积、重量和功耗）、对人眼安全程度、可靠性、成本和技术成熟程度等。 从目前实际应用来看，Nd:YAG固体激光器、CO2气体激光器和GaAlAs半导体二极管激光器、光纤激光器等最具有代表性。 图2.1 简易激光雷达组成 (1)激光雷达基本结构 ②接收器：适合于激光雷达用的光电探测器主要有PIN光电二极管、硅雪崩二极管(SiAPD)、光电导型碲镉汞(HgCdTe)探测器和光伏型碲镉汞探测器从目前实际应用来看，Nd:YAG固体激光器、CO2气体激光器和GaAlAs半导体二极管激光器、光纤激光器等最具有代表性。 ③光学天线 透射式望远镜；反射式望远镜；收发合置光学天线；收发分置光学天线；自由空间光路；全光纤光路；波片（四分之一、二分之一）；分束镜、合束镜、布鲁斯特窗片 (1)激光雷达基本结构 ④光学扫描器 多面体扫描器，利用多面体（6-12面）的转动来扫描，优点是扫描线性好、精度高，缺点是体积大、价格高； 检流计式振镜扫描器，扫描角≤15°； 声子偏转器，利用声光效应使入射光线产生偏转而实现光扫描，声光偏转器的扫描角不大，一般在±3°左右 压电扫描器，利用逆压电效应产生摆动的新型扫描器； (2)测距原理 汽车激光雷达防撞系统特点： 发射机发射的是一串重复周期一定的激光窄脉冲， 是典型的非相干测距雷达； 对它的要求是测距精度高，测距精度与测程的远近无关； 系统体积小、重量轻，测量迅速，可以数字显示； 操