四川64线激光雷达成像

激光雷达技术是根据激光光束在大气中传输时，大气中尘埃微粒和各种气体分子对激光产生弥散射，瑞利散射、拉曼散射和共振荧光以及共振吸收等现象，然后利用激光雷达接收系统收集和记录上述现象过程中所产生的背向散射光谱，以达到探测大气成份和浓度的目的。烃类气体是油气田油气微渗漏的主要指示性气体，而近地表的烃类气体从成分上看，主要是由早期的成岩作用、细菌作用和地下热作用等共同作用的结果。共振吸收激光雷达在探测气体分子含量时一般都采用各种可调谐激光器激光雷达探测气体的探测灵敏度，激光雷达由发射，接收和后置信号处理三部分和使此三部分协调工作的机构组成。四川64线激光雷达成像

OPA 激光雷达通常搭配 FMCW 测距方式，未来有望实现高稳定性、任 意方向控制、低成本、平均功率几百毫瓦的比较低功耗以及超过 500m 探 测距离。OPA 采用相干原理，在两个水波纹叠加后，如果满足半波长的 整数倍，会形成相干相加或者相交的特性，可以利用这种特性控制波数 的时间差从而控制扫描方向。这种方案的主要优点在于集中度很高，并 且波长和方向优势带来更高信噪比，体积更小，更适合车规级需求。OPA方案的难点是插入损耗和旁瓣问题。具体来看是因为同一束光产生干涉， 在相邻的几束光满足条件后很容易形成旁瓣，会有多余的能量分掉探测 主能量，影响测距能力。纯固态激光雷达部分技术和光通讯类似，目前 在通讯行业中 III-V 族半导体技术占主流，硅光芯片仍处于上升阶段， 硅光技术有待突破。四川防撞激光雷达点云又要对接收机送出的信号进行处理，获取目标的距离信息。

固态激光雷达是激光雷达的发展方向，主要包括 Flash 激光雷达和 OPA 激光雷达。纯固态激光雷达在混合固态方案的基础上进一步简化机械结 构，采用固定光源和固定探测模式，不需要扫描器件可以实现更低成本 并且无需担忧电机稳定性。根据调研结果来看，目前纯固态激光雷达缺 陷尚未完全解决，其中 Flash 激光雷达的缺点在于探测距离近；OPA 激 光雷达对材料要求比较苛刻，目前做出的产品也只能探测20-30m距离。 Flash 方案和照相机成像的原理非常类似。Flash 方案的光路和架构都 比较简单，收发对称，没有任何的扫描组件，成本更低、可靠性更高。 缺点在于不管是采用 VCSEL 还是 EEL 光源，发射后能量发散会导致测 距能力下降。

当前应用到ACC系统上的雷达主要有单脉冲雷达、毫米波雷达、激光雷达以及红外探测雷达等。单脉冲雷达和毫米波雷达是全天候雷达，可以适用各种天气情况，具有探测距离远、探测角度范围大、跟踪目标多等优点。激光雷达对工作环境的要求较高，对天气变化比较敏感，在雨雪天、风沙天等恶劣天气探测效果不理想，探测范围有限，跟踪目标较少，但其比较大的优点在于探测精度比较高且价格低。红外线探测在恶劣天气条件下性能不稳定，探测距离较短，但价格便宜。其特点是激光输出波长范围较宽;气体的光学均匀性较好。

激光雷达关键技术有分析空间扫描技术，激光雷达的空间扫描方法可分为非扫描体制和扫描体制，其中扫描体制可以选择机械扫描、电学扫描和二元光学扫描等方式。非扫描成像体制采用多元探测器，作用距离较远，探测体制上同扫描成像的单元探测有所不同，能够减小设备的体积、重量，但在我国多元传感器，尤其是面阵探测器很难获得，因此国内激光雷达多采用扫描工作体制。  机械扫描能够进行大视场扫描，也可以达到很高的扫描速率，不同的机械结构能够获得不同的扫描图样，是目前应用较多的一种扫描方式。声光扫描器采用声光晶体对入射光的偏转实现扫描，扫描速度可以很高，扫描偏转精度能达到微弧度量级。但声光扫描器的扫描角度很小，光束质量较差，耗电量大，声光晶体必须采用冷却处理，实际工程应用中将增加设备量。无人驾驶关键就是激光雷达。国内激光雷达避障

半导体激光器是以直接带隙半导体材料构成的Pn结或Pin结为工作物质的一种小型化激光器。四川64线激光雷达成像

差分激光雷达主要用于大气成分的测定。差分激光雷达的测试原理是使用激光雷达发出两种不等的光，其中一个波长调到待测物体的吸收线，而另一波长调到线上吸收系数较小的边翼，然后以高重复频率将这两种波长的光交替发射到大气中，此时激光雷达所测到的这两种波长光信号衰减差是待测对象的吸收所致，通过分析便可得到待测对象的浓度分布。在大气中间层金属蒸气层的观测主要采用荧光共振散射激光雷达。其原理是利用Na、K、Li、Ca等金属原子作为示踪物开展大气动力学研究。由于中间层顶大气分子密度较低，瑞利散射信号十分微弱，而该区域内的钠金属原子层由于其共振荧光截面比瑞利散射截面高几个数量级，因此，利用钠荧光雷达研究钠层分布，进而研究重力波等有关性质更展示其独有的特性。四川64线激光雷达成像

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