激光雷达一般布置在汽车哪里

1. 激光雷达的分类有哪些

根据安装位置不同激光雷达分为两类，一种是安装在车的4周的激光雷达及激光线数，一般小于8，学成见的有单线激光雷达和4线激光雷达。另一种是安装在车顶的激光雷达其激光线束一般不小于16线，常见的有16 32 64线激光雷达。 希望对您有用。

2. 汽车上的激光雷达是什么意思

汽车上的激光雷达是汽车的一个功能配置，是当下汽车行业非常流行的技术。

汽车的激光雷达主要用于自动驾驶上，可以帮助汽车感知道路环境、自行规划行车路线、控制车辆达到预定目的地等。汽车的激光雷达可以说是汽车的千里眼。

另外，特斯拉也采用了另一种视觉算法的激光雷达。

3. 激光雷达的工作原理

激光雷达最基本的工作原理与无线电雷达没有区别，即由雷达发射系统发送一个信号,打到地面的树木、道路、桥梁和建筑物上，引起散射，经目标反射后被接收系统收集，通过测量反射光的运行时间而确定目标的距离。

至于目标的径向速度，可以由反射光的多普勒频移来确定，也可以测量两个或多个距离，并计算其变化率而求得速度，这也是直接探测型雷达的基本工作原理。

激光雷达的作用就是精确测量目标的位置（距离与角度）、形状（大小）及状态（速度、姿态），从而达到探测、识别、跟踪目标的目的。

激光雷达是一种雷达系统，是一种主动传感器，所形成的数据是点云形式。其工作光谱段在红外到紫外之间，主要发射机、接收机、测量控制和电源组成。

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激光雷达分类

一般来说，按照现代的激光雷达的概念，常分为以下几种:

1、按激光波段分，有紫外激光雷达、可见激光雷达和红外激光雷达。

2、按激光介质分，有气体激光雷达、固体激光雷达、半导体激光雷达和二极管激光泵浦固体激光雷达等。

3、按激光发射波形分，有脉冲激光雷达、连续波激光雷达和混合型激光雷达等。

4、按显示方式分，有模拟或数字显示激光雷达和成像激光雷达。

5、按运载平台分，有地基固定式激光雷达、车载激光雷达、机载激光雷达、船载激光雷达、星载激光雷达、弹载激光雷达和手持式激光雷达等。

6、按功能分，有激光测距雷达、激光测速雷达、激光测角雷达和跟踪雷达、激光成像雷达，激光目标指示器和生物激光雷达等。

7、按用途分，有激光测距仪、靶场激光雷达、火控激光雷达、跟踪识别激光雷达、多功能战术激光雷达、侦毒激光雷达、导航激光雷达、气象激光雷达、侦毒和大气监测激光雷达等。

4. 自动驾驶汽车上有哪些雷达系统它们都是如何进行工作的

目前的趋势是多传感器的融合，雷达方面主要说的有毫米波雷达、超声波、激光雷达（LiDAR），加上视觉摄像头等构成整个自动驾驶的感官系统。每一类传感器都有其擅长的地方，如基于摄像头的视觉感知相对成本较便宜，但是对于光线条件、气候环境有要求，Tesla之前的车祸就是因为摄像头在面对强光直射的时候，没有分辨出货车银白色车身和天空。如毫米波雷达在恶劣天气比视觉要好用，对金属异常敏感而对远处行人没有感知。激光测距精准，与光照条件无关，但是成本高昂。

5. 固态激光雷达和机械激光雷达的区别

所谓的固态激光雷达，大家普遍的认识是不旋转的就是固态激光雷达。通常分为三种，基于相控阵、Flash、MEMS三种方式实现的。

采用相控阵原理实现固态激光雷达，完全取消了机械结构，通过调节发射阵列中每个发射单元的相位差来改变激光的出射角度。光学相控阵一般都是通过电信号对其相位进行严格的控制实现光束指向扫描，因此也可以称为电子扫描技术。但也易形成旁瓣，影响光束作用距离和角分辨率，同时生产难度高。

固态激光雷达有很多优势，首先其结构简单、尺寸小，由于不需要旋转部件，可以大大压缩雷达的结构和尺寸，提高使用寿命，并降低成本。其次，机械式激光雷达由于光学结构固定，适配不同车辆往往需要精密调节其位置和角度，固态激光雷达可以通过软件进行调节，大大降低了标定的难度，加快扫描速度快与精度。

不过固态激光雷达也有它相应的缺点，固态意味着激光雷达不能进行360度旋转，只能探测前方。因此要实现全方位扫描，需在不同方向布置多个固态激光雷达。另外，固态激光雷达依然无法解决极端气候下，无法施展性能的弊端。如果与全天候工作的毫米波雷达相结合的话，必然可以大大提升自动驾驶汽车的探测性能。

6. 激光雷达测距原理

激光雷达测距的原理是什么？
激光雷达测距的基本原理是通过测量激光发射信号和激光回波信号的往返时间来计算目标的距离。首先，激光雷达发射激光束，该激光束在被障碍物击中后被反射回来并被激光接收系统接收和处理，以知道激光器发射和反射回来和接收的时间之间的时间，即飞行激光的时间。根据飞行时间，可以计算障碍物的距离。根据发射的激光信号的不同形式，激光测距方法可分为两种类型：脉冲法激光测距和相位法激光测距。
（1）脉冲方法激光测距：脉冲方法是在激光雷达发射激光束后，一部分激光被反射回障碍物，并被激光雷达的接收器接收。同时，可以在激光雷达内记录发送和接收之间的时间间隔，并且可以根据光速计算要测量的距离。
（2）相位法激光测距：相位法是由激光发射器进行强度调制的连续激光信号。在被障碍物照射后，它被反射回来。测量光束将在往返行程中产生相位变化。通过计算雷达中的激光信号和障碍物来回飞行的物体之间的相位差以及障碍物的距离被转换。
2.有哪些类型的激光雷达？
根据是否有机械旋转部件，激光雷达可分为机械激光雷达，固态激光雷达和混合固态激光雷达。 （1）机械激光雷达：机械激光雷达具有控制激光发射角度的旋转部件。它体积大，价格昂贵，并且具有相对较高的测量精度，并且通常放置在汽车的顶部。
（2）固态激光雷达：固态激光雷达依靠电子元件来控制激光发射角度。它不需要机械旋转部件，因此尺寸小，可以安装在车身中。
（3）混合固态激光雷达：混合固态激光雷达不具有大容量旋转结构，通过旋转内玻璃片实现固定激光光源改变激光束方向需要多角度检测，并采用嵌入式安装。
根据线束的数量，激光雷达可分为单线激光雷达和多线激光雷达。
（1）单光束激光雷达扫描一次只产生一条扫描线，获得的数据是2D数据，因此无法区分目标物体的3D信息。然而，由于其测量速度快，数据处理能力低，单线激光雷达被用于安全防护，地形测绘等领域。
（2）多线激光雷达一次可以产生多条扫描线。目前，市场上的多线激光雷达产品包括4线束，8线束，16线束，32线束，64线束等。适用于2.5D激光雷达和3D激光雷达。 2.5D激光雷达和3D激光雷达之间的最大区别在于激光雷达是垂直的。

7. 激光雷达的应用

激光雷达主要用于大气探测、大气污染探测、海洋探测、海洋污染探测、海洋寻找油气藏和地表探矿等。作为探测方法，对海洋探测可以是机载探测、船头水面探测和水下探测。对大气探测可以是星载探测、机载探测和地对空探测。

5.8.2.1 用于大气探测

激光穿过大气与大气粒子相互作用，米（Mie）散射的微分散射几率（截面）最大，截面值达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，大气中即使是少量的低浓度悬浮尘埃和气溶胶，也可以根据Mie散射探测来确定它们的成分。Rayleigh散射是大气原子或分子的弹性散射，因此Rayleigh散射激光雷达适用于中层大气成分变化的探测。表5.8.1给出若干气体分子对入射激光波长1.06μm的Rayleigh散射的后向散射截面。

可见破坏大气臭氧层的氟利昂系列，Rayleigh后向散射截面是比较大的，可以利用Rayleigh散射激光雷达进行探测。Raman散射是激光作用于物质粒子产生的非弹性散射过程。散射光子与入射光子能量之差决定于散射物体成分，由于散射截面较小，探测灵敏度有限，因此Raman激光雷达非常适用对工厂和汽车排放羽状的污染源（10^-5～10^-3浓度范围）进行监测。Raman激光雷达在20世纪70年代得到迅速发展，到80年代转向使用探测灵敏较高的差分吸收激光雷达。

表5.8.1 气体对1.06 μm波长激光的Rayleigh后向散射截面

Raman散射激光雷达只是接收大气中被测目标物质粒子的反射回波信号，而吸收激光雷达探测的有用信号是大气中被探测物质对发射激光束能量吸收。为了探测到吸收信号，一是探测被吸收后剩余的光通过大气物质散射返回，另一是探测散射回波。具体来讲，雷达中采用两束波长稍有差别的激光束，一束激光波长选在被探测物成分的吸收峰中心，产生最大吸收，一束波长选在吸收峰外边缘，产生吸收最小。结果发现，大气中被探测组分的密度仅与两通道回波信号强度之比，以及两波长处的吸收截面之差有关。探测物质浓度的灵敏度有很大的提高，可达10^-8～10^-6量级。这一方法的缺点是反射回波仍然依靠大气分子和气溶胶，而气溶胶浓度和分布的变化对回波有很大影响。为此近年提出了“Raman散射-差分吸收激光雷达”，其特点是利用一束适当波长的激光同时激发大气中N₂和O₂分子，而不是依靠气溶胶的反射，使Raman散射信号比值变化只与污染物质有关。

目前的差分吸收激光雷达主要用于探测大气中的SO₂、NO₂、O₃和大气飘尘（气溶胶）等污染成分。图5.8.2为车载差分吸收激光雷达对排烟工厂区SO₂的探测结果。激光雷达距工厂排放源（烟囱高120 m）约1 km，对厂区范围进行16个方位角水平扇形扫描探测（每个角度1 min），并在不同方向距污染源150 m处进行垂直方向扫描探测，得到的SO₂等浓度分布图。

图5.8.2 工厂排放SO₂的大气浓度分布

5.8.2.2 用于海洋探测

激光雷达广泛应用于海洋科学研究，如探测浅海水深、温度、海浪、海洋叶绿素、油污等以及海洋油气勘查等。

海洋油气资源遥感遥测的主要方法：一类为探测太阳光激发的烃类指示物的荧光，一类为探测激光激发的烃类荧光。要求探测灵敏度达10^-9量级，而且还要区分油污和有机物引起的荧光干扰。机载激光雷达和船头激光雷达，以及水下激光雷达被视为主流方法之一。

据报道统计，存在于江、河、湖、海中不同浓度的各种有机物2000多种，其中许多有机污染物直接威胁人类健康，或伤害水中生物。各种油类是最常见和数量最大的水体污染物。海洋污染的主要是原油、汽油、石油溶剂，以及多种挥发性物质，大都有毒。水中的浮油可以形成亚微米厚的薄膜，因此极少量油污便能形成严重危害。

多年来人们认识到探测和鉴别油污，是生态环境保护和治理中的重要因素。早在1971年提出的激光诱导荧光探测技术给出了希望，三年后机载激光雷达诱导荧光探测油膜成功。石油产品中包括很多种发射荧光基质，如单环和多环芳香族碳氢化合物以及各种杂环化合物，是激光诱导荧光的基础。每种基质受激后发射特有波长的荧光，通过探测荧光光谱可以鉴别不同基质的油类污物。

原油和精炼石油产品（机油）的荧光光谱线，无论形状还是峰值位置均有明显差异，足以用来识别油的品种。

激光诱导产生Raman光谱，可以用于探测水面油膜厚度。激光束照射油膜覆盖的水面，激光透过油膜在水油界面产生水的后向Raman散射光，再次通过油膜被探测器接收，即可精确计算油膜厚度。

5.8.2.3 激光诱导荧光的地表探测

据报道1981年Kasdon在已知有二氧化铀离子（UO₂²⁺）地面的矿化区，用基地激光雷达进行荧光研究，取得了好的效果。1983年Franks等用机载N₂激光雷达在105～308 m高空对含煤溶剂、奎宁硫酸盐及机油的地面进行荧光探测，取得应有的信号。

8. 自动驾驶汽车使用的激光雷达，都有哪些种类

激光雷达有很多种类型。 按功能分类：
激光测距雷达
激光测距雷达是通过对被测物体发射激光光束，并接收该激光光束的反射波，记录该时间差，来确定被测物体与测试点的距离。传统上，激光雷达可用于工业的安全检测领域，如科幻片中看到的激光墙，当有人闯入时，系统会立马做出反应，发出预警。另外，激光测距雷达在空间测绘领域也有广泛应用。但随着人工智能行业的兴起，激光测距雷达已成为机器人体内不可或缺的核心部件，配合SLAM技术使用，可帮助机器人进行实时定位导航，，实现自主行走。思岚科技研制的rplidar系列配合slamware模块使用是目前服务机器人自主定位导航的典型代表，其在25米测距半径内，可完成每秒上万次的激光测距，并实现毫米级别的分辨率。
激光测速雷达
激光测速雷达是对物体移动速度的测量，通过对被测物体进行两次有特定时间间隔的激光测距，从而得到该被测物体的移动速度。
激光雷达测速的方法主要有两大类，一类是基于激光雷达测距原理实现，即以一定时间间隔连续测量目标距离，用两次目标距离的差值除以时间间隔就可得知目标的速度值，速度的方向根据距离差值的正负就可以确定。这种方法系统结构简单，测量精度有限，只能用于反射激光较强的硬目标。
另一类测速方法是利用多普勒频移。多普勒频移是指目标与激光雷达之间存在相对速度时，接收回波信号的频率与发射信号的频率之间会产生一个频率差，这个频率差就是多普勒频移。
激光成像雷达
激光成像雷达可用于探测和跟踪目标、获得目标方位及速度信息等。它能够完成普通雷达所不能完成的任务，如探测潜艇、水雷、隐藏的军事目标等等。在军事、航空航天、工业和医学领域被广泛应用。
大气探测激光雷达
大气探测激光雷达主要是用来探测大气中的分子、烟雾的密度、温度、风速、风向及大气中水蒸气的浓度的，以达到对大气环境进行监测及对暴风雨、沙尘暴等灾害性天气进行预报的目的。
跟踪雷达
跟踪雷达可以连续的去跟踪一个目标，并测量该目标的坐标，提供目标的运动轨迹。不仅用于火炮控制、导弹制导、外弹道测量、卫星跟踪、突防技术研究等，而且在气象、交通、科学研究等领域也在日益扩大。
按工作介质分类：
固体激光雷达
固体激光雷达峰值功率高，输出波长范围与现有的光学元件与器件，输出长范围与现有的光学元件与器件(如调制器、隔离器和探测器）以及大气传输特性相匹配等，而且很容易实现主振荡器-功率放大器（MOPA）结构，再加上效率高、体积小、重量轻、可靠性高和稳定性好等导体，固体激光雷达优先在机载和天基系统中应用。近年来，激光雷达发展的重点是二极管泵浦固体激光雷达。
气体激光雷达
气体激光雷达以CO2激光雷达为代表，它工作在红外波段 ，大气传输衰减小，探测距离远，已经在大气风场和环境监测方面发挥了很大作用，但体积大，使用的中红外 HgCdTe探测器必须在77K温度下工作,限制了气体激光雷达的发展。
半导体激光雷达
半导体激光雷达能以高重复频率方式连续工作，具有长寿命，小体积，低成本和对人眼伤害小的优点，被广泛应用于后向散射信号比较强的Mie散射测量，如探测云底高度。半导体激光雷达的潜在应用是测量能见度，获得大气边界层中的气溶胶消光廓线和识别雨雪等，易于制成机载设备。

9. 无人汽车的激光雷达为什么放在车顶

激光雷达通过激光的反射来检测是否有障碍物，放车顶可以保证不被车子的部件遮挡，如果放下面不就被车子自身挡住了吗。如果前后左右各一套的话成本又太高。

10. 无人驾驶汽车需在一辆汽车上布置哪些装置,完成自动驾驶功能

无人驾驶汽车需在一辆汽车上360度均需覆盖无人车传感器。

无人驾驶目前主要采用摄像头、毫米波雷达、超声波雷达、激光雷达等几类传感器。无人驾驶系统的核心可以概述为三个部分：感知，决策和控制。感知是指无人驾驶系统从环境中收集信息并从中提取相关知识的能力。其中，环境感知特指对于环境的场景理解能力，例如障碍物的位置，道路标志、标记的检测，行人车辆的检测等数据的语义分类。一般来说，定位也是感知的一部分，定位是无人车确定其相对于环境的位置的能力。决策是无人车为了某一目标而作出一些有目的性的决策的过程，对于无人驾驶车辆而言，这个目标通常是指从出发地到达目的地，同时避免障碍物，并且不断优化驾驶轨迹和行为以保证乘客的安全舒适。规划层通常又被细分为任务规划)，行为规划和动作规划三层。最后，控制则是无人车精准地执行规划好的动作的能力，这些动作来源于更高的层。

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