一、激光雷達(dá)的工作原理
激光雷達(dá)(LiDAR,Light Detection and Ranging)是一種通過發(fā)射激光束并接收其反射信號(hào)來測(cè)量目標(biāo)距離、速度及三維空間信息的主動(dòng)遙感技術(shù)。其核心工作原理如下:
激光發(fā)射:激光雷達(dá)通過激光二極管或光纖激光器發(fā)射短脈沖激光(通常波長(zhǎng)在905nm、1550nm等近紅外波段)。
目標(biāo)反射:激光束照射到物體表面后,部分光線被反射回接收器。
時(shí)間測(cè)量:通過計(jì)算激光發(fā)射與接收的時(shí)間差(Time of Flight, ToF),結(jié)合光速(~3×10? m/s)計(jì)算目標(biāo)距離。
信號(hào)處理:接收器(如APD或SPAD傳感器)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),經(jīng)算法處理生成點(diǎn)云數(shù)據(jù),用于3D建模或環(huán)境感知。
激光雷達(dá)的測(cè)距能力受多種因素影響,包括激光功率、波長(zhǎng)、光束發(fā)散角、接收器靈敏度及環(huán)境條件(如霧、雨、灰塵等)。
二、激光雷達(dá)的特性
激光雷達(dá)相較于傳統(tǒng)雷達(dá)(如毫米波雷達(dá))和攝像頭具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì):
高精度:測(cè)距精度可達(dá)厘米級(jí),適用于自動(dòng)駕駛、測(cè)繪等對(duì)精度要求高的場(chǎng)景。
強(qiáng)抗干擾性:激光波長(zhǎng)單一,受環(huán)境光干擾較小。
三維成像:可生成高分辨率點(diǎn)云數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)物體識(shí)別與場(chǎng)景重建。
快速響應(yīng):掃描頻率高(如機(jī)械式激光雷達(dá)可達(dá)10-20Hz),適合動(dòng)態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)。
但激光雷達(dá)也存在局限性,如:
在雨雪、霧霾等惡劣天氣下性能下降。
成本較高(尤其是高性能固態(tài)激光雷達(dá))。
人眼安全需嚴(yán)格符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(如IEC 60825)。
三、激光雷達(dá)的應(yīng)用領(lǐng)域
激光雷達(dá)廣泛應(yīng)用于多個(gè)行業(yè),主要包括:
(1)自動(dòng)駕駛與智能交通
測(cè)距范圍:車載激光雷達(dá)通常檢測(cè)距離在50-300米(如禾賽AT128測(cè)距200米,Luminar Iris可達(dá)500米)。
功能:用于障礙物檢測(cè)、車道保持、自動(dòng)泊車等。
(2)測(cè)繪與地理信息系統(tǒng)(GIS)
測(cè)距范圍:機(jī)載激光雷達(dá)(如無人機(jī)LiDAR)可達(dá)1000米以上,地面測(cè)繪設(shè)備通常在500米內(nèi)。
應(yīng)用:地形測(cè)繪、森林資源監(jiān)測(cè)、城市建模等。
(3)機(jī)器人導(dǎo)航與工業(yè)自動(dòng)化
測(cè)距范圍:服務(wù)機(jī)器人常用短距激光雷達(dá)(10-50米),工業(yè)AGV可能采用100米級(jí)傳感器。
用途:避障、路徑規(guī)劃、倉(cāng)儲(chǔ)物流自動(dòng)化。
(4)安防與軍事
測(cè)距范圍:軍用激光雷達(dá)可達(dá)數(shù)公里(如用于導(dǎo)彈制導(dǎo)、戰(zhàn)場(chǎng)偵察)。
特點(diǎn):高抗干擾、隱蔽性強(qiáng)。
四、激光雷達(dá)檢測(cè)距離一般多少米?
激光雷達(dá)的檢測(cè)距離因類型、應(yīng)用場(chǎng)景和技術(shù)方案不同而差異顯著:
激光雷達(dá)類型 | 典型測(cè)距范圍 | 應(yīng)用場(chǎng)景 |
短距激光雷達(dá)(ToF/三角法) | 0.1-20米 | 服務(wù)機(jī)器人、消費(fèi)電子 |
中距激光雷達(dá)(機(jī)械/固態(tài)) | 50-200米 | 自動(dòng)駕駛(L2-L4級(jí)) |
長(zhǎng)距激光雷達(dá)(1550nm) | 200-500米 | 高速自動(dòng)駕駛、無人機(jī)測(cè)繪 |
超長(zhǎng)距激光雷達(dá)(軍用級(jí)) | 1-10公里 | 軍事偵察、大氣監(jiān)測(cè) |
影響測(cè)距的關(guān)鍵因素:
激光波長(zhǎng):1550nm激光比905nm穿透性更強(qiáng),人眼安全性更高,適合長(zhǎng)距探測(cè)。
激光功率:功率越高,測(cè)距越遠(yuǎn),但需符合人眼安全標(biāo)準(zhǔn)。
接收器靈敏度:高靈敏度APD/SPAD可提升弱信號(hào)檢測(cè)能力。
掃描方式:機(jī)械旋轉(zhuǎn)式雷達(dá)通常比固態(tài)雷達(dá)測(cè)距更遠(yuǎn)(但固態(tài)雷達(dá)更可靠、成本更低)。
五、激光雷達(dá)人眼安全檢測(cè)
激光雷達(dá)需嚴(yán)格符合國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn),如:
IEC 60825-1(國(guó)際激光產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn))
FDA 21 CFR 1040.10(美國(guó)激光安全法規(guī))
GB/T 7247.1-2024(中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn))
檢測(cè)要點(diǎn):
波長(zhǎng)與功率限制:905nm激光需控制能量密度,1550nm因角膜吸收率高,允許更高功率。
輻照度評(píng)估:確保激光輻射在1類或1M類安全范圍內(nèi)。
脈沖寬度與頻率:短脈沖(納秒級(jí))需單獨(dú)評(píng)估熱損傷與視網(wǎng)膜風(fēng)險(xiǎn)。
六、激光雷達(dá)性能參數(shù)檢測(cè)
激光雷達(dá)的核心性能檢測(cè)包括:
測(cè)距精度與最大探測(cè)距離(如使用標(biāo)準(zhǔn)反射板測(cè)試)。
視場(chǎng)角(FOV)與角分辨率(水平/垂直掃描范圍)。
點(diǎn)云密度與幀率(如10Hz vs 20Hz掃描頻率)。
環(huán)境適應(yīng)性(高低溫、濕度、振動(dòng)測(cè)試)。
EMC/EMI測(cè)試(確保電磁兼容性)。
七、深圳中為檢驗(yàn):專業(yè)激光雷達(dá)檢測(cè)與認(rèn)證機(jī)構(gòu)
深圳中為檢驗(yàn)作為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的激光產(chǎn)品檢測(cè)機(jī)構(gòu),專注于:
全品類激光檢測(cè):涵蓋工業(yè)激光、醫(yī)療激光、激光雷達(dá)、消費(fèi)激光等。
國(guó)際認(rèn)證服務(wù):協(xié)助通過CE、FDA、IEC 60825等認(rèn)證。
定制化測(cè)試方案:針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景(如車載、測(cè)繪、機(jī)器人)提供專項(xiàng)檢測(cè)。
核心優(yōu)勢(shì):
資深團(tuán)隊(duì),多年激光檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)。
先進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,覆蓋多波長(zhǎng)(紫外/可見光/紅外)檢測(cè)能力。
一站式服務(wù),從器件到整機(jī)全流程支持。
激光雷達(dá)的檢測(cè)距離從幾米到數(shù)公里不等,具體取決于技術(shù)方案與應(yīng)用需求。隨著自動(dòng)駕駛、智慧城市等領(lǐng)域的快速發(fā)展,激光雷達(dá)的性能與安全性檢測(cè)愈發(fā)重要。深圳中為檢驗(yàn)憑借專業(yè)的技術(shù)實(shí)力與豐富的認(rèn)證經(jīng)驗(yàn),可為客戶提供全面、可靠的激光雷達(dá)檢測(cè)服務(wù),助力產(chǎn)品合規(guī)與市場(chǎng)準(zhǔn)入。
如需進(jìn)一步了解激光雷達(dá)檢測(cè)或認(rèn)證需求,歡迎聯(lián)系我們的專業(yè)團(tuán)隊(duì)。
返回頂部