激光雷達一般布置在汽車哪裡

1. 激光雷達的分類有哪些

根據安裝位置不同激光雷達分為兩類，一種是安裝在車的4周的激光雷達及激光線數，一般小於8，學成見的有單線激光雷達和4線激光雷達。另一種是安裝在車頂的激光雷達其激光線束一般不小於16線，常見的有16 32 64線激光雷達。 希望對您有用。

2. 汽車上的激光雷達是什麼意思

汽車上的激光雷達是汽車的一個功能配置，是當下汽車行業非常流行的技術。

汽車的激光雷達主要用於自動駕駛上，可以幫助汽車感知道路環境、自行規劃行車路線、控制車輛達到預定目的地等。汽車的激光雷達可以說是汽車的千里眼。

另外，特斯拉也採用了另一種視覺演算法的激光雷達。

3. 激光雷達的工作原理

激光雷達最基本的工作原理與無線電雷達沒有區別，即由雷達發射系統發送一個信號,打到地面的樹木、道路、橋梁和建築物上，引起散射，經目標反射後被接收系統收集，通過測量反射光的運行時間而確定目標的距離。

至於目標的徑向速度，可以由反射光的多普勒頻移來確定，也可以測量兩個或多個距離，並計算其變化率而求得速度，這也是直接探測型雷達的基本工作原理。

激光雷達的作用就是精確測量目標的位置（距離與角度）、形狀（大小）及狀態（速度、姿態），從而達到探測、識別、跟蹤目標的目的。

激光雷達是一種雷達系統，是一種主動感測器，所形成的數據是點雲形式。其工作光譜段在紅外到紫外之間，主要發射機、接收機、測量控制和電源組成。

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激光雷達分類

一般來說，按照現代的激光雷達的概念，常分為以下幾種:

1、按激光波段分，有紫外激光雷達、可見激光雷達和紅外激光雷達。

2、按激光介質分，有氣體激光雷達、固體激光雷達、半導體激光雷達和二極體激光泵浦固體激光雷達等。

3、按激光發射波形分，有脈沖激光雷達、連續波激光雷達和混合型激光雷達等。

4、按顯示方式分，有模擬或數字顯示激光雷達和成像激光雷達。

5、按運載平台分，有地基固定式激光雷達、車載激光雷達、機載激光雷達、船載激光雷達、星載激光雷達、彈載激光雷達和手持式激光雷達等。

6、按功能分，有激光測距雷達、激光測速雷達、激光測角雷達和跟蹤雷達、激光成像雷達，激光目標指示器和生物激光雷達等。

7、按用途分，有激光測距儀、靶場激光雷達、火控激光雷達、跟蹤識別激光雷達、多功能戰術激光雷達、偵毒激光雷達、導航激光雷達、氣象激光雷達、偵毒和大氣監測激光雷達等。

4. 自動駕駛汽車上有哪些雷達系統它們都是如何進行工作的

目前的趨勢是多感測器的融合，雷達方面主要說的有毫米波雷達、超聲波、激光雷達（LiDAR），加上視覺攝像頭等構成整個自動駕駛的感官系統。每一類感測器都有其擅長的地方，如基於攝像頭的視覺感知相對成本較便宜，但是對於光線條件、氣候環境有要求，Tesla之前的車禍就是因為攝像頭在面對強光直射的時候，沒有分辨出貨車銀白色車身和天空。如毫米波雷達在惡劣天氣比視覺要好用，對金屬異常敏感而對遠處行人沒有感知。激光測距精準，與光照條件無關，但是成本高昂。

5. 固態激光雷達和機械激光雷達的區別

所謂的固態激光雷達，大家普遍的認識是不旋轉的就是固態激光雷達。通常分為三種，基於相控陣、Flash、MEMS三種方式實現的。

採用相控陣原理實現固態激光雷達，完全取消了機械結構，通過調節發射陣列中每個發射單元的相位差來改變激光的出射角度。光學相控陣一般都是通過電信號對其相位進行嚴格的控制實現光束指向掃描，因此也可以稱為電子掃描技術。但也易形成旁瓣，影響光束作用距離和角解析度，同時生產難度高。

固態激光雷達有很多優勢，首先其結構簡單、尺寸小，由於不需要旋轉部件，可以大大壓縮雷達的結構和尺寸，提高使用壽命，並降低成本。其次，機械式激光雷達由於光學結構固定，適配不同車輛往往需要精密調節其位置和角度，固態激光雷達可以通過軟體進行調節，大大降低了標定的難度，加快掃描速度快與精度。

不過固態激光雷達也有它相應的缺點，固態意味著激光雷達不能進行360度旋轉，只能探測前方。因此要實現全方位掃描，需在不同方向布置多個固態激光雷達。另外，固態激光雷達依然無法解決極端氣候下，無法施展性能的弊端。如果與全天候工作的毫米波雷達相結合的話，必然可以大大提升自動駕駛汽車的探測性能。

6. 激光雷達測距原理

激光雷達測距的原理是什麼？
激光雷達測距的基本原理是通過測量激光發射信號和激光回波信號的往返時間來計算目標的距離。首先，激光雷達發射激光束，該激光束在被障礙物擊中後被反射回來並被激光接收系統接收和處理，以知道激光器發射和反射回來和接收的時間之間的時間，即飛行激光的時間。根據飛行時間，可以計算障礙物的距離。根據發射的激光信號的不同形式，激光測距方法可分為兩種類型：脈沖法激光測距和相位法激光測距。
（1）脈沖方法激光測距：脈沖方法是在激光雷達發射激光束後，一部分激光被反射回障礙物，並被激光雷達的接收器接收。同時，可以在激光雷達內記錄發送和接收之間的時間間隔，並且可以根據光速計算要測量的距離。
（2）相位法激光測距：相位法是由激光發射器進行強度調制的連續激光信號。在被障礙物照射後，它被反射回來。測量光束將在往返行程中產生相位變化。通過計算雷達中的激光信號和障礙物來回飛行的物體之間的相位差以及障礙物的距離被轉換。
2.有哪些類型的激光雷達？
根據是否有機械旋轉部件，激光雷達可分為機械激光雷達，固態激光雷達和混合固態激光雷達。 （1）機械激光雷達：機械激光雷達具有控制激光發射角度的旋轉部件。它體積大，價格昂貴，並且具有相對較高的測量精度，並且通常放置在汽車的頂部。
（2）固態激光雷達：固態激光雷達依靠電子元件來控制激光發射角度。它不需要機械旋轉部件，因此尺寸小，可以安裝在車身中。
（3）混合固態激光雷達：混合固態激光雷達不具有大容量旋轉結構，通過旋轉內玻璃片實現固定激光光源改變激光束方向需要多角度檢測，並採用嵌入式安裝。
根據線束的數量，激光雷達可分為單線激光雷達和多線激光雷達。
（1）單光束激光雷達掃描一次只產生一條掃描線，獲得的數據是2D數據，因此無法區分目標物體的3D信息。然而，由於其測量速度快，數據處理能力低，單線激光雷達被用於安全防護，地形測繪等領域。
（2）多線激光雷達一次可以產生多條掃描線。目前，市場上的多線激光雷達產品包括4線束，8線束，16線束，32線束，64線束等。適用於2.5D激光雷達和3D激光雷達。 2.5D激光雷達和3D激光雷達之間的最大區別在於激光雷達是垂直的。

7. 激光雷達的應用

激光雷達主要用於大氣探測、大氣污染探測、海洋探測、海洋污染探測、海洋尋找油氣藏和地表探礦等。作為探測方法，對海洋探測可以是機載探測、船頭水面探測和水下探測。對大氣探測可以是星載探測、機載探測和地對空探測。

5.8.2.1 用於大氣探測

激光穿過大氣與大氣粒子相互作用，米（Mie）散射的微分散射幾率（截面）最大，截面值達10^-28m²·s^-1，比瑞利（Rayleigh）散射和拉曼（Raman）散射的截面高10¹⁸和10²¹左右。因此，大氣中即使是少量的低濃度懸浮塵埃和氣溶膠，也可以根據Mie散射探測來確定它們的成分。Rayleigh散射是大氣原子或分子的彈性散射，因此Rayleigh散射激光雷達適用於中層大氣成分變化的探測。表5.8.1給出若干氣體分子對入射激光波長1.06μm的Rayleigh散射的後向散射截面。

可見破壞大氣臭氧層的氟利昂系列，Rayleigh後向散射截面是比較大的，可以利用Rayleigh散射激光雷達進行探測。Raman散射是激光作用於物質粒子產生的非彈性散射過程。散射光子與入射光子能量之差決定於散射物體成分，由於散射截面較小，探測靈敏度有限，因此Raman激光雷達非常適用對工廠和汽車排放羽狀的污染源（10^-5～10^-3濃度范圍）進行監測。Raman激光雷達在20世紀70年代得到迅速發展，到80年代轉向使用探測靈敏較高的差分吸收激光雷達。

表5.8.1 氣體對1.06 μm波長激光的Rayleigh後向散射截面

Raman散射激光雷達只是接收大氣中被測目標物質粒子的反射回波信號，而吸收激光雷達探測的有用信號是大氣中被探測物質對發射激光束能量吸收。為了探測到吸收信號，一是探測被吸收後剩餘的光通過大氣物質散射返回，另一是探測散射回波。具體來講，雷達中採用兩束波長稍有差別的激光束，一束激光波長選在被探測物成分的吸收峰中心，產生最大吸收，一束波長選在吸收峰外邊緣，產生吸收最小。結果發現，大氣中被探測組分的密度僅與兩通道回波信號強度之比，以及兩波長處的吸收截面之差有關。探測物質濃度的靈敏度有很大的提高，可達10^-8～10^-6量級。這一方法的缺點是反射回波仍然依靠大氣分子和氣溶膠，而氣溶膠濃度和分布的變化對回波有很大影響。為此近年提出了「Raman散射-差分吸收激光雷達」，其特點是利用一束適當波長的激光同時激發大氣中N₂和O₂分子，而不是依靠氣溶膠的反射，使Raman散射信號比值變化只與污染物質有關。

目前的差分吸收激光雷達主要用於探測大氣中的SO₂、NO₂、O₃和大氣飄塵（氣溶膠）等污染成分。圖5.8.2為車載差分吸收激光雷達對排煙工廠區SO₂的探測結果。激光雷達距工廠排放源（煙囪高120 m）約1 km，對廠區范圍進行16個方位角水平扇形掃描探測（每個角度1 min），並在不同方向距污染源150 m處進行垂直方向掃描探測，得到的SO₂等濃度分布圖。

圖5.8.2 工廠排放SO₂的大氣濃度分布

5.8.2.2 用於海洋探測

激光雷達廣泛應用於海洋科學研究，如探測淺海水深、溫度、海浪、海洋葉綠素、油污等以及海洋油氣勘查等。

海洋油氣資源遙感遙測的主要方法：一類為探測太陽光激發的烴類指示物的熒光，一類為探測激光激發的烴類熒光。要求探測靈敏度達10^-9量級，而且還要區分油污和有機物引起的熒光干擾。機載激光雷達和船頭激光雷達，以及水下激光雷達被視為主流方法之一。

據報道統計，存在於江、河、湖、海中不同濃度的各種有機物2000多種，其中許多有機污染物直接威脅人類健康，或傷害水中生物。各種油類是最常見和數量最大的水體污染物。海洋污染的主要是原油、汽油、石油溶劑，以及多種揮發性物質，大都有毒。水中的浮油可以形成亞微米厚的薄膜，因此極少量油污便能形成嚴重危害。

多年來人們認識到探測和鑒別油污，是生態環境保護和治理中的重要因素。早在1971年提出的激光誘導熒光探測技術給出了希望，三年後機載激光雷達誘導熒光探測油膜成功。石油產品中包括很多種發射熒光基質，如單環和多環芳香族碳氫化合物以及各種雜環化合物，是激光誘導熒光的基礎。每種基質受激後發射特有波長的熒光，通過探測熒光光譜可以鑒別不同基質的油類污物。

原油和精煉石油產品（機油）的熒光光譜線，無論形狀還是峰值位置均有明顯差異，足以用來識別油的品種。

激光誘導產生Raman光譜，可以用於探測水面油膜厚度。激光束照射油膜覆蓋的水面，激光透過油膜在水油界面產生水的後向Raman散射光，再次通過油膜被探測器接收，即可精確計算油膜厚度。

5.8.2.3 激光誘導熒光的地表探測

據報道1981年Kasdon在已知有二氧化鈾離子（UO₂²⁺）地面的礦化區，用基地激光雷達進行熒光研究，取得了好的效果。1983年Franks等用機載N₂激光雷達在105～308 m高空對含煤溶劑、奎寧硫酸鹽及機油的地面進行熒光探測，取得應有的信號。

8. 自動駕駛汽車使用的激光雷達，都有哪些種類

激光雷達有很多種類型。 按功能分類：
激光測距雷達
激光測距雷達是通過對被測物體發射激光光束，並接收該激光光束的反射波，記錄該時間差，來確定被測物體與測試點的距離。傳統上，激光雷達可用於工業的安全檢測領域，如科幻片中看到的激光牆，當有人闖入時，系統會立馬做出反應，發出預警。另外，激光測距雷達在空間測繪領域也有廣泛應用。但隨著人工智慧行業的興起，激光測距雷達已成為機器人體內不可或缺的核心部件，配合SLAM技術使用，可幫助機器人進行實時定位導航，，實現自主行走。思嵐科技研製的rplidar系列配合slamware模塊使用是目前服務機器人自主定位導航的典型代表，其在25米測距半徑內，可完成每秒上萬次的激光測距，並實現毫米級別的解析度。
激光測速雷達
激光測速雷達是對物體移動速度的測量，通過對被測物體進行兩次有特定時間間隔的激光測距，從而得到該被測物體的移動速度。
激光雷達測速的方法主要有兩大類，一類是基於激光雷達測距原理實現，即以一定時間間隔連續測量目標距離，用兩次目標距離的差值除以時間間隔就可得知目標的速度值，速度的方向根據距離差值的正負就可以確定。這種方法系統結構簡單，測量精度有限，只能用於反射激光較強的硬目標。
另一類測速方法是利用多普勒頻移。多普勒頻移是指目標與激光雷達之間存在相對速度時，接收回波信號的頻率與發射信號的頻率之間會產生一個頻率差，這個頻率差就是多普勒頻移。
激光成像雷達
激光成像雷達可用於探測和跟蹤目標、獲得目標方位及速度信息等。它能夠完成普通雷達所不能完成的任務，如探測潛艇、水雷、隱藏的軍事目標等等。在軍事、航空航天、工業和醫學領域被廣泛應用。
大氣探測激光雷達
大氣探測激光雷達主要是用來探測大氣中的分子、煙霧的密度、溫度、風速、風向及大氣中水蒸氣的濃度的，以達到對大氣環境進行監測及對暴風雨、沙塵暴等災害性天氣進行預報的目的。
跟蹤雷達
跟蹤雷達可以連續的去跟蹤一個目標，並測量該目標的坐標，提供目標的運動軌跡。不僅用於火炮控制、導彈制導、外彈道測量、衛星跟蹤、突防技術研究等，而且在氣象、交通、科學研究等領域也在日益擴大。
按工作介質分類：
固體激光雷達
固體激光雷達峰值功率高，輸出波長范圍與現有的光學元件與器件，輸出長范圍與現有的光學元件與器件(如調制器、隔離器和探測器）以及大氣傳輸特性相匹配等，而且很容易實現主振盪器-功率放大器（MOPA）結構，再加上效率高、體積小、重量輕、可靠性高和穩定性好等導體，固體激光雷達優先在機載和天基系統中應用。近年來，激光雷達發展的重點是二極體泵浦固體激光雷達。
氣體激光雷達
氣體激光雷達以CO2激光雷達為代表，它工作在紅外波段 ，大氣傳輸衰減小，探測距離遠，已經在大氣風場和環境監測方面發揮了很大作用，但體積大，使用的中紅外 HgCdTe探測器必須在77K溫度下工作,限制了氣體激光雷達的發展。
半導體激光雷達
半導體激光雷達能以高重復頻率方式連續工作，具有長壽命，小體積，低成本和對人眼傷害小的優點，被廣泛應用於後向散射信號比較強的Mie散射測量，如探測雲底高度。半導體激光雷達的潛在應用是測量能見度，獲得大氣邊界層中的氣溶膠消光廓線和識別雨雪等，易於製成機載設備。

9. 無人汽車的激光雷達為什麼放在車頂

激光雷達通過激光的反射來檢測是否有障礙物，放車頂可以保證不被車子的部件遮擋，如果放下面不就被車子自身擋住了嗎。如果前後左右各一套的話成本又太高。

10. 無人駕駛汽車需在一輛汽車上布置哪些裝置,完成自動駕駛功能

無人駕駛汽車需在一輛汽車上360度均需覆蓋無人車感測器。

無人駕駛目前主要採用攝像頭、毫米波雷達、超聲波雷達、激光雷達等幾類感測器。無人駕駛系統的核心可以概述為三個部分：感知，決策和控制。感知是指無人駕駛系統從環境中收集信息並從中提取相關知識的能力。其中，環境感知特指對於環境的場景理解能力，例如障礙物的位置，道路標志、標記的檢測，行人車輛的檢測等數據的語義分類。一般來說，定位也是感知的一部分，定位是無人車確定其相對於環境的位置的能力。決策是無人車為了某一目標而作出一些有目的性的決策的過程，對於無人駕駛車輛而言，這個目標通常是指從出發地到達目的地，同時避免障礙物，並且不斷優化駕駛軌跡和行為以保證乘客的安全舒適。規劃層通常又被細分為任務規劃)，行為規劃和動作規劃三層。最後，控制則是無人車精準地執行規劃好的動作的能力，這些動作來源於更高的層。

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