激光测距、激光雷达原理、点云图、三维成像
GCS- LIDAR 激光雷达参数测量及应用实验
激光雷达LiDAR（Light Detection and Ranging）是激光探测及测距系统的简称。激光雷达是一种可以精确、快速获取地面或大气三维空间信息的主动探测技术，应用范围和发展前景十分广阔。
激光雷达是将激光技术、高速信息处理技术、计算机技术等高新技术相结合的产物。激光雷达将传统雷达技术与现代激光技术结合在一起，其工作原理与普通雷达相似；激光雷达是以激光作为信号源，由激光器发射出的脉冲激光，打到地面的树木、道路等物体上，引起散射，一部分光波会反射到激光雷达的接收器上，根据激光测距原理计算得到从激光雷达到目标点的距离；脉冲激光不间断地实时扫描目标物，就可以获取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点云图像。
 |
激光雷达参数测量和应用实物图
♦ 知识点
激光测距、激光雷达原理、点云图、三维成像
♦ 涉及课程
激光原理、工程光学、光电检测、电子信息
♦ 实验内容
• 了解激光脉冲测距的基本原理
• 根据脉冲激光测量目标位置距离
• 了解激光雷达的主要结构及工作原理
• 不同反射率对激光雷达测量精度的影响
• 测量多线雷达垂直和水平角分辨率
• 用激光雷达测量目标物距离
• 多线雷达扫描3D图像
♦ 实验原理
激光脉冲式测距方案的是通过发射脉冲信号来探测待测目标的距离。激光发射击中障碍物后被反射回来并被激光接收系统接收和处理，激光发射和反射回来之间的时间，即飞行激光的时间。根据飞行时间，可以计算障碍物的距离。脉冲激光测距时激光发射的脉冲较窄，一般小于50ns。另外激光的功率会影响测量距离，如想测量公里级别较远距离的目标，激光平均输出功率往往需要瓦级别。
激光雷达在脉冲激光测距基础上，同时发射多条光束照射目标物，同时360度不断地扫描，这样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点云图像。
♦ 实验结果
 |
| 单点脉冲测距示意图 |
 |
 |
| 不同反射率（左）和相同反射率（右）样品扫描图 | |
 |
| 三维扫描点云图 |
♦ 技术指标
• 脉冲测距激光器：工作波长905nm，光斑直径4mm，指示激光器650nm，激光器可以配套驱动源输出10ns-50ns脉冲激光；
• 脉冲探测器组件：探测器范围600-1100nm，上升沿2ns，放大电路，探测方波脉冲小于5ns；
• 脉冲驱动源组件：方波脉冲调节档位10ns、20ns、30ns、40ns和50ns，方波重频调节档位5K、10K、15K、20K和25K，白色电源箱，预留调制输出参考信号接口；
• 漫反射白屏组件：表面喷塑哑光设计，210*100mm，最小刻度1mm；
• 激光雷达组件：工作波长905nm，激光等级1级（人眼安全），激光通道16路，探测距离100m@70%，测距精度±1cm，垂直视场角±16度，水平360度，水平分辨率0.09度@5hz；以太网通信；
• 竖直移动台：高度调节300mm，丝杠设计，移动过程自动锁紧，承重不小于5kg，预留转接板，可安装雷达及成像系统；
• 多孔固定板：底板450*300*12.7mm，表面25*25间距的M6螺纹孔；
• 图像传感器：黑白CMOS，工作波长450-950nm；靶面尺寸1/1.8″，分辨率1280*1024，灵敏度1.6v@550nm/Lux/s，像素5.2μm；软件包含测量和定标模块；
• 雷达测试板：不同反射率测试板，反射率2%-95%@905nm；
• 软件模块：软件包含雷达3D显示模块、数据采集模块，可以设置扫描角度和激光通道，预留一次回波和二次回波设置功能，数据存储等功能。
♦ 设备成套性
激光光源、探测器组件、激光雷达组件、测试板组件、升降组件和成像组件
♦ 必备设备
计算机
♦ 建议课时
4课时
联系我们了解更多产品信息~
