激光雷达技术研究

张开发
2026/4/13 12:25:38 15 分钟阅读

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激光雷达技术研究
激光雷达(LiDAR,Light Detection and Ranging)是一种基于激光的主动遥感探测技术,通过发射和接收激光脉冲,测量目标物体的距离、方位、高度等信息,进而构建高精度三维环境模型。作为物理世界AI的"眼睛",激光雷达正经历从高端选配到大众标配的技术平权过程,同时从单一车载感知向全场景机器人应用跃迁,成为连接数字空间与真实世界的桥梁。随着技术路线持续迭代、应用场景不断拓展和国产厂商崛起,激光雷达产业正迎来新一轮爆发期,预计2026年全球市场规模将达40亿美元,中国市场份额超60%,2029年机器人激光雷达市场将突破50亿美元。一、技术原理与工作机制1. 核心测距原理激光雷达的核心工作原理基于"飞行时间"(ToF, Time of Flight)或"调频连续波"(FMCW, Frequency Modulated Continuous Wave)技术,通过精确测量光脉冲的往返时间或频率变化来确定距离。ToF测距原理:激光雷达发射激光脉冲,当激光束撞击物体后反射回接收器,系统记录光脉冲的发射与接收时间差,利用光速计算距离:距离 = 光速 × 飞行时间/2例如,光速为3×10⁸米/秒,若光脉冲往返时间为10纳秒,则目标距离为1.5米。FMCW测距原理:与ToF不同,FMCW采用连续调频激光束,通过分析反射光与发射光的频率差(拍频)计算距离和速度。FMCW技术能同时获取目标的距离和径向速度,利用多普勒效应实现速度测量,这是ToF激光雷达无

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