激光雷達(dá)，即光探測(cè)與測(cè)量，是一種集激光，全球定位系統(tǒng)（GPS）和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）三種技術(shù)于一身的系統(tǒng)，用于獲得數(shù)據(jù)并生成精確的DEM（數(shù)字高程模型）。從工作原理上講，與微波雷達(dá)沒(méi)有根本的區(qū)別，但相對(duì)于微波雷達(dá)，具有分辨率高、隱蔽性好、抗有源干擾能力強(qiáng)、低空探測(cè)性能好、體積小質(zhì)量輕等特點(diǎn)。

隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展與普及，激光雷達(dá)的應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越多，無(wú)人駕駛汽車、無(wú)人駕駛飛機(jī)、3D打印、VR/AR等領(lǐng)域都可以看到它的身影。

無(wú)人駕駛汽車

激光雷達(dá)在無(wú)人駕駛汽車上的應(yīng)用已經(jīng)不是什么新聞了，激光雷達(dá)又被稱為無(wú)人駕駛的眼睛。無(wú)人駕駛是近幾年非常熱門一門技術(shù)，目前，無(wú)人駕駛汽車是通過(guò)車載傳感系統(tǒng)感知道路環(huán)境，自動(dòng)規(guī)劃行車路線并控制車輛到達(dá)預(yù)定目標(biāo)的智能汽車。

激光雷達(dá)是怎么幫汽車識(shí)別路口與方向呢？激光雷達(dá)使用的技術(shù)是飛行時(shí)間，就是根據(jù)激光遇到障礙物后的折返時(shí)間，計(jì)算目標(biāo)與自己的相對(duì)距離。激光光束可以準(zhǔn)確測(cè)量視場(chǎng)中物體輪廓邊沿與設(shè)備間的相對(duì)距離，這些輪廓信息組成所謂的點(diǎn)云并繪制出3D環(huán)境地圖，精度可達(dá)到厘米級(jí)別，從而提高測(cè)量精度。

無(wú)人駕駛飛機(jī)

無(wú)人駕駛技術(shù)可不只是在汽車上大有用途，未來(lái)無(wú)人駕駛飛機(jī)也會(huì)出現(xiàn)，這聽(tīng)起來(lái)是不是很酷炫！它是利用無(wú)線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。機(jī)上無(wú)駕駛艙，但安裝有自動(dòng)駕駛儀、程序控制裝置等設(shè)備。地面、艦艇上或母機(jī)遙控站人員通過(guò)雷達(dá)等設(shè)備，對(duì)其進(jìn)行跟蹤、定位、遙控、遙測(cè)和數(shù)字傳輸。可在無(wú)線電遙控下像普通飛機(jī)一樣起飛或用助推火箭發(fā)射升空，也可由母機(jī)帶到空中投放飛行。

而在無(wú)人駕駛飛機(jī)上，車載雷達(dá)也至關(guān)重要。機(jī)載激光雷達(dá)是一種安裝在飛機(jī)上的機(jī)載激光探測(cè)和測(cè)距系統(tǒng)，可以量測(cè)地面物體的三維坐標(biāo)。早在上世紀(jì)七十年代，由美國(guó)航天局研發(fā)，LIDAR測(cè)繪技術(shù)空載激光掃瞄技術(shù)開(kāi)始了發(fā)展，并且速度飛快，約在1995年開(kāi)始商業(yè)化。

3D打印

近年來(lái)，3D打印備受關(guān)注，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印作為前沿性、先導(dǎo)性的智能制造技術(shù)，將引領(lǐng)傳統(tǒng)生產(chǎn)方式和生產(chǎn)工藝的變革，有望成為推動(dòng)新一輪工業(yè)革命的源動(dòng)力。

在3D打印里面，也有用到激光雷達(dá)的地方，如最近很火的Printoptical3D打印技術(shù)本質(zhì)上是一種“從CAD設(shè)計(jì)到光學(xué)部件”的一站式技術(shù)，其打印出來(lái)的光學(xué)部件不需要進(jìn)行像拋光、研磨和著色這樣的后處理。這種技術(shù)主要基于成熟的寬幅工業(yè)噴墨打印設(shè)備，通過(guò)紫外線固化的透明聚合物液滴噴射出來(lái)，然后被集成在打印頭上的強(qiáng)紫外線燈固化，最終可以形成各種各樣的幾何形狀，激光雷達(dá)在這里面扮演者測(cè)量、監(jiān)控等角色。

VR/AR

VR/AR也是最近幾年火起來(lái)的，市場(chǎng)前景可觀。VR一體機(jī)、智能眼鏡等產(chǎn)品已經(jīng)面市，AR眼鏡、AR頭顯的應(yīng)用也是非常之廣。

在用到AR頭顯進(jìn)行的游戲中，運(yùn)用的空間感知定位技術(shù)里面會(huì)用到激光雷達(dá)和許多配套的光學(xué)傳感器，通過(guò)SLAM技術(shù)（即時(shí)定位與地圖構(gòu)建），精準(zhǔn)定位自己在三維空間中的位置，增強(qiáng)在游戲中的真實(shí)體驗(yàn)感。

智慧交通

隨著大城市人口的不斷增長(zhǎng)，城市的交通也變得更加擁擠，這要求未來(lái)的交通更“智慧”。物聯(lián)網(wǎng)、傳感器、人工智能的快速發(fā)展讓這些變成現(xiàn)實(shí)。信息技術(shù)、傳感技術(shù)、通信技術(shù)等多種技術(shù)在交通領(lǐng)域廣泛的應(yīng)用。

激光雷達(dá)在很多地方都有用武之地，例如在毫米波雷達(dá)能精確地檢測(cè)車道級(jí)和毫秒級(jí)的數(shù)據(jù)，這種檢測(cè)是微觀的，同時(shí)也是實(shí)時(shí)和準(zhǔn)確的，可以用于信號(hào)燈控制機(jī)即時(shí)感應(yīng)控制、自適應(yīng)控制和綠波帶控制，也是未來(lái)實(shí)現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)車路協(xié)同的基礎(chǔ)。

海洋探索和漁業(yè)資源監(jiān)測(cè)

近年來(lái)，環(huán)境問(wèn)題廣受大家關(guān)注，而對(duì)海洋環(huán)境的保護(hù)已成共識(shí)，海洋激光雷達(dá)作為一種先進(jìn)的海洋探索與監(jiān)測(cè)手段，已經(jīng)成為主流。

激光雷達(dá)與海洋生物相關(guān)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在漁業(yè)資源調(diào)查和海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)兩方面。前者常采用藍(lán)綠脈沖光作為激發(fā)光源，通過(guò)對(duì)激光回波信號(hào)的識(shí)別提取以獲得魚群分布區(qū)域和密度信息，結(jié)合偏振特征分析可對(duì)魚群種類進(jìn)行識(shí)別；后者常采用海洋激光熒光雷達(dá)，通過(guò)對(duì)激光誘導(dǎo)目標(biāo)物發(fā)射的熒光等光譜信號(hào)的探測(cè)分析以獲得海洋浮游生物及葉綠素等物質(zhì)的種類和濃度分布信息。