接收光 学天线
目标 物体
伺服 系统
前置放 主放 大器 大器
信号 模数 处理 转换
主处 理器
距离 速度 角度 目标图 信息 信息 信息 像信息
通信 系统
屏幕 显示
理论 发射 基础 系统
接收 系统
信息 处理
运载 体积 平台 重量
工作 模式
第 一 代
经典理 论
气体激光， 传统光学
系统
单元探测器， 脉冲体制， 直接接收
D电非P子S扫S扫发描描射，，面外阵差探接测收器，
集成模块， DSP芯片， 成像显示
车/机载， 弹/星载
功能部 件， MOEM S，小
多波长复合， 多功能模块， 智能化模块
第 四 代
光子探 测，纳 米物理
阵列发射， 微光学系
统
微光学系统， 焦平面阵列 探测器，光
纤导光
硬软件融 合，系统 级芯片， 高分辨率， 成像显示
以激光为载波，以 光电探测器为接收 器件，以光学望远 镜为天线，俗称“ 激光雷达”。
本质相同
1.工作原理：
传感器发射激光束打到目标物体上并反射回来，接收器准确地测量出 光脉冲从发射到被反射回的传播时间，光速已知，就可得到从激光雷达到目 标点的距离。
若激光束不断地扫描目标物，就可以得到目标物上全部目标点的数据， 用此数据进行成像处理后，就可得到精确的三维立体图像。
(c)Weak feedback C≈1, vertical scale 10 mV div−1.
(d) Moderate feedback C>1, vertical scale 20 mV div−1.
Velocity：Doppler Frequency
Doppler Frequency:
F=2nvcosθ/λ
LiDAR Sensor
******* *****
**********
Radar
LiDAR
Radio Detection And Ranging（无 线电探测及测距）
Light Detection And Ranging（激 光探测及测距）
以微波和毫米波为 载波，由发射机、 天线和接收机等部 分组成。
植入生物 体
全波段复合， 系统级 光电全模复 芯片， 合，测通控 极小 一体化，多
模复合模块
分类
1
优点 2
3
应用&前景
• 侦察用成像激光雷达 • 化学/生物战剂探测激光雷达 • 障碍回避激光雷达 • 大气监测激光雷达 • 制导激光雷达 • 水下探测激光雷达 • 空间监视激光雷达 • 机器人三维视觉系统
至于目标的径向速度，可以由反射光的多普勒频移来确定。
2.基本组成：
发射系统
目
信号处理及 控制
接收系统
标
3.作用：
能精确测量目标位置（距离和角度）、运动状态（速度、振动和姿态）和形 状，探测、识别、分辨和跟踪目标。
典型Lidar基本框图：
激光 调制
激光 电源
激光器
探测 器
制冷
光束 控制
核心
发射光 学天线
单元电路， 模拟电路
地基为主， 车载为辅
分立元 件，大
单一波长， 单一模式
第 二 代
量子理 论
气体/固体 /半导体激 光，光机
扫描
SPI示
车/机载 为主，星 载为辅
分立元 件，单 元模块， 中等
双色、多光 谱，主被动
复合
第 三 代
光子探 测，统 计理论
P≈ P0 [1+mcos(2πΔL/λ)] m=2(r3/r2) ln(R1R2)
(a) Loudspeaker, 657 Hz, vertical scale 1.2 μm div−1, timescale 200 μs div−1.
(b) Very low feedback regime C<<1, vertical scale 2 mV div−1.
v
24.3kHz
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典型应用：用于测绘的机载Lidar系统
工作原理： 结合Lidar测距，从GPS得到激光器的位置和从INS惯性导航仪得到的激光
发射方向，就可以准确计算出每一个地面光斑的X、Y、Z的坐标。而后通过扫描 ，可获得一定地域范围的DEM(数字高程模型)。
Displacement： Self-mixing interference