激光雷達的原理介紹

激光雷達（英文：Laser Radar），是以發(fā)射激光束探測目標的位置、速度等特征量的雷達系統(tǒng)。其工作原理是向目標發(fā)射探測信號（激光束）,然后將接收到的從目標反射回來的信號（目標回波）與發(fā)射信號進行比較,作適當處理后,就可獲得目標的有關信息,如目標距離、方位、高度、速度、姿態(tài)、甚至形狀等參數(shù),從而對飛機、導彈等目標進行探測、跟蹤和識別。它由激光發(fā)射機、光學接收機、轉臺和信息處理系統(tǒng)等組成，激光器將電脈沖變成光脈沖發(fā)射出去，光接收機再把從目標反射回來的光脈沖還原成電脈沖，送到顯示器。

激光雷達的原理：

由激光器發(fā)射出的脈沖激光由空中入射地面上，打到樹木上，道路上，橋梁上，房子上，引起散射。一部分光波會經(jīng)過反射返回到到激光雷達的接收機器中。接收機器通常是一個光電倍增管或一個光電管，它將光信號轉變?yōu)殡娦盘枺涗浵聛?。同時由所配備的計時器記錄下來同一個脈沖光信號由發(fā)射被接收的時間T。于是，就可以得到由飛機上的的激光雷達到地面上的目標物的距離R為: R = CT/2。這里C代表光速，是一個常數(shù)，即C=300,000公里/秒。激光雷達每一個脈沖激光的大距離分辨率（maximum range resolution）也可由以下公式給出：<br/>⊿R = C/2·(tL+tN+tW) 這里，tL代表激光脈沖的長度，tN代表接收機器電子器件的時間常數(shù)，tW代表激光與目標物體的碰撞時間常數(shù)。對于一個Q-開關的Nd:YAG激光器，它的脈沖常數(shù)是10納秒，接收機器電子器件的時間常數(shù)stN一般是50納秒到200納秒，激光與目標物體的碰撞時間常數(shù)tW較小，一般忽略不計。因此，距離分辨率⊿R一般在7.5米到30米。

激光雷達由發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng) 、信息處理三部分組成：激光器將電脈沖變成光脈沖發(fā)射出去，光接收機再把從目標反射回來的光脈沖還原成電脈沖，然后經(jīng)過一系列算法來得出目標位置（距離和角度）、運動狀態(tài)（速度、振動和姿態(tài)）和形狀，可以探測、識別、分辨和跟蹤目標。

激光雷達也分很多類別。從調制出發(fā)，目前主要有直接探測激光雷達和相干探測激光雷達?，F(xiàn)在普遍的，包括自動駕駛、機器人、測繪所用的，基本上屬于直接探測激光雷達。比較特殊的，比如測風、測速之類的雷達，則一般采用的是相干調制。