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激光雷达中激光的特性

光源发出光束的方向性通常用发散角2θ（单位rad）来描述，亦可用光束所占的空间立体角ΔΩ=πθ2（单位sr）来描述。

普通光源辐射的光束来自于自发辐射，自发辐射总是任意的，是向4π立体角辐射的，所以方向性很差。

激光的优良方向性，是激光器的工作原理和结构决定的。由于激光器中增益介质只向特定模式提供能量，受激辐射提供的光子总是与激发光完全一样，同频率、同偏振、同位相和同方向。

所以，如果谐振腔选出的模不受衍射的影响，激光束的发散角可以小。一般说来，激光器的发散角（θ）决定于该激光器的腔长，环境地球物理学概论式中：λ是激光波长，L是腔长。若λ=0.63μm，L=0.4 m，则θ=2×10-3rad。增加腔长，还可以进一步减小发散角。

不同类型激光器的方向性差别很大，这与增益介质的类型、均匀性、光腔的类型、腔长、激励方式和激光器的工作状态有关。气体激光器的增益介质有良好的均匀性，且腔长大，方向性好；固体激光器的方向性差；半导体激光器的方向性差。

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一文读懂什么是雷达

      雷达，是英文Radar  英 [?re?dɑ?(r)]的音译，源于radio detection and ranging的缩写，意思为"无线电探测和测距"，即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。因此，雷达也被称为“无线电定位”。雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。

雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。

      以后，雷达发展了单脉冲角度跟踪、脉冲多普勒信号处理、合成孔径和脉冲压缩的高分辨率、结合敌我识别的组合系统、结合计算机的自动火控系统、地形回避和地形跟随、无源或有源的相位阵列、频率捷变、多目标探测与跟踪等新的雷达体制。

      后来随着微电子等各个领域科学进步，雷达技术的不断发展，其内涵和研究内容都在不断地拓展。雷达的探测手段已经由从前的只有雷达一种探测器发展到了红外光、紫外光、激光以及其他光学探测手段融合协作。

      自动目标识别则可使系统大限度地发挥作用，空中预警机和JSTARS这样的具有战场敌我识别能力的综合雷达系统实际上已经成为了未来战场上的信息指挥中心。

什么是机载激光雷达？

      机载激光雷达（也称机载激光扫描）是一种激光扫描仪，在飞行过程中连接到飞机上，创建一个3D点云地形模型。这是目前替代数字摄影测量法的详细和准确的创建数字高程模型的方法。与摄影测量法相比，机载激光雷达的一个主要优势是能够从点云模型中滤除植被反射，从而创建一个数字地形模型，该模型表示被树木掩蔽的地表，如河流、道路、文化遗产地等。在机载激光雷达的范畴内，有时会在高海拔和低海拔应用之间进行区分，但主要区别是在较高海拔下获取的数据的准确性和点密度都降低了。机载激光雷达还可用于在浅水中创建测深模型。

　　机载激光雷达的主要组成部分包括数字高程模型（DEM）和数字表面模型（DSM）。点和地面点是离散点的矢量，而DEM和DSM是离散点的插值栅格网格，这个过程还包括拍摄数字航空照片。为了解释深层滑坡，例如，在植被覆盖下，使用陡坎、张力裂缝或倾斜树木的变化，可以使用机载激光雷达。

机载激光雷达数字高程模型可以穿透森林覆盖层，对陡坎、侵蚀和电线杆倾斜进行详细测量。 　　机载激光雷达数据处理使用的工具箱称为激光雷达数据过滤和森林研究工具箱（TIFF），可用于激光雷达数据过滤和地形研究软件，使用该软件将数据插值到数字地形模型。激光指向要绘制地图的区域，通过从相应的数字地形模型高程中减去原始z坐标，计算出每个点的离地高度。基于此离地高度，可获得非植被数据，该数据可能包括诸如建筑物、电线、飞鸟、昆虫等之类的对象。

激光雷达应用场景有那些？

1、自动泊车技术

自动泊车系统一般在汽车前后四周安装感应器，这些感应器既可以充当发送器，也可以充当。它们会发送激光信号，当信号碰到车身周边的障碍物时会反射回来。然后，车载计算机会利用其接收信号所需时间确定障碍物的位置。

2、智能交通信号控制

在城市重要交通路口信号控制系统中集成一个地面三维激光扫描系统，通过激光扫描仪对一定距离的道路进行连续扫描，获得这段道路上实时、动态的车流量点云数据，再进行数据处理获得车流量等参数，根据对东西向和南北向车流量大小的比较以及短暂车流量预测，从而自动调节东西向和南北向信号灯周期。