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)。
GPS Lidar测距 INS（惯性 导航系统） 机载Lidar 系统
• 数据采集速度快、测量数据精度高、外业工 作量少、数据处理自动化程度高。 • 可以对危险地区安全地实行远距离、高精度
在功能相同的情况下，较微波雷达体积小、重量轻；天 线和系统结构可做的很小。
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
典型应用：用于测绘的机载Lidar系统
(b) Very low feedback regime C<<1, vertical scale 2 mV div−1.
(c)Weak feedback C≈1, vertical scale 10 mV div−1.
(d) Moderate feedback C>1, vertical scale 20 mV div−1.
优点
三维测量。 • 是目前唯一能测定森林覆盖地区地面高程的 可行技术。
缺点
• 硬件设备昂贵。 • 数据的后期处理相对滞后，算法还很丌成熟。
Displacement： Self-mixing interference
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.
镜为天线，俗称“ 激光雷达”。
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。 至于目标的径向速度，可以由反射光的多普勒频移来确定。
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
信号形式 • 脉冲 • 连续波
探测方式 • 直接探测 • 相干探测
Laser PD
功能 • 成像 • 测距测速
• 动目标指示 • ……
1
波长比微波短好几个数量级，可在分子量级上对目标进 行探测。
优点
3
2
探测灵敏度和测量分辨率高。多普勒频移大，信息 量大，可测速及识别动目标，也可得到运动目标的 高分辨率图像。
量子理 论
气体/固体 分立元 SPITE器件， 单元电路， 车/机载 双色、多光 /半导体激 件，单 线列探测器， 数字电路， 为主，星 谱，主被动 光，光机 元模块， 外差接收 成像显示 载为辅 复合 扫描 中等
功能部 光子探 DPSS发射， 集成模块， 多波长复合， 面阵探测器， 车/机载， 件， 测，统 电子扫描， DSP芯片， 多功能模块， 外差接收 弹/星载 MOEM 计理论 非扫描 成像显示 智能化模块 S，小 硬软件融 微光学系统， 光子探 阵列发射， 合，系统 焦平面阵列 植入生物 测，纳 微光学系 级芯片， 探测器，光 体 米物理 统 高分辨率， 纤导光 成像显示
2.基本组成：
发射系统 信号处理及 控制 接收系统 目 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 光束 控制 探测 器 制冷 前置放 大器 主放 大器 信号 模数 处理 转换 主处 理器
Velocity：Doppler Frequency
v
Doppler Frequency:
24.3kHz
F=2nvcosθ/λ
Thank you！
核心
发射光 学天线 接收光 学天线 伺服 系统 目标 物体
激光器
距离 信息
速度 信息
角度 信息
目标图 像信息
通信 系统 屏幕 显示
理论 基础 第 一 代 第 二 代 第 三 代 第 四 代
经典理 论
发射 系统
接收 系统
信息 处理
运载 平台
体积 重量
工作 模式
单一波长， 单一模式
气体激光， 单元探测器， 单元电路， 地基为主， 分立元 传统光学 脉冲体制， 模拟电路 车载为辅 件，大 系统 直接接收
LiDAR Sensor
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Radar
Radio Detection And Ranging（无线 电探测及测距） 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。
LiDAR
Light Detection And Ranging（激光 探测及测距） 以激光为载波，以 光电探测器为接收 器件，以光学望远