LiDAR 系統(tǒng)的工作原理及解決方案，本質(zhì)上講，LiDAR 是一個(gè)測(cè)量目標(biāo)物體距離的裝置。通過發(fā)射一個(gè)短的激光脈沖，并記錄發(fā)射光脈沖與探測(cè)到的反射（反向散射）光脈沖的時(shí)間間隔，就可以推算出距離信息。系統(tǒng)的工作原理及解決方案，LiDAR系統(tǒng)可以使用掃描反射鏡，多束激光或其它的方式“掃描”物體空間。借助其精確的測(cè)距能力，LiDAR 能夠用于解決許多不同的問題。在遙感應(yīng)用中，LiDAR系統(tǒng)用于測(cè)量散射，吸收，或大氣中的顆?；蛟拥脑侔l(fā)射。在這些應(yīng)用中，對(duì)激光束的波長(zhǎng)可能會(huì)有專門的要求。可以用來(lái)測(cè)量特定分子種類在大氣中的濃度，例如甲烷和氣溶膠含量。而測(cè)量大氣中的雨滴則可以用來(lái)估計(jì)風(fēng)暴距離和降水概率。激光雷達(dá)的維護(hù)簡(jiǎn)單，降低了使用成本。黑龍江安防激光雷達(dá)
當(dāng)我們用當(dāng)前幀和整個(gè)點(diǎn)云地圖進(jìn)行匹配的時(shí)候，我們便能得到傳感器在整個(gè)地圖中的位姿，從而實(shí)現(xiàn)在地圖中的定位。傳感器車規(guī)化，固態(tài)激光雷達(dá)取消了機(jī)械結(jié)構(gòu)，能夠擊中目前機(jī)械旋轉(zhuǎn)式的成本和可靠性的痛點(diǎn)，是激光雷達(dá)的發(fā)展方向。除了這兩大迫切解決的痛點(diǎn)外，目前量產(chǎn)的激光雷達(dá)探測(cè)距離不足，只能滿足低速場(chǎng)景（如廠區(qū)內(nèi)、校園內(nèi)等）的應(yīng)用。日常駕駛、高速駕駛的場(chǎng)景仍在測(cè)試過程中。當(dāng)前機(jī)械式激光雷達(dá)的價(jià)格十分昂貴，Velodyne 在售的 64/32/16 線產(chǎn)品的官方定價(jià)分別為 8 萬(wàn)/4 萬(wàn)/8 千美元。一方面，機(jī)械式激光雷達(dá)由發(fā)射光源、轉(zhuǎn)鏡、接收器、微控馬達(dá)等精密零部件構(gòu)成，制造難度大、物料成本較高；另一方面，激光雷達(dá)仍未大規(guī)模進(jìn)入量產(chǎn)車、需求量小，研發(fā)費(fèi)用等固定成本難以攤薄。 量產(chǎn) 100 萬(wàn)臺(tái) VLP-32后，那么其售價(jià)將會(huì)降至 400 美元左右。廣東激光雷達(dá)價(jià)格具備主動(dòng)抗串?dāng)_能力，Mid - 360 在復(fù)雜室內(nèi)雷達(dá)環(huán)境互不干擾。
當(dāng)三維點(diǎn)較為稠密的時(shí)候，可以像視覺一樣提取特征點(diǎn)和其周圍的描述子，主要通過選擇幾何屬性（如法線和曲率）比較有區(qū)分度的點(diǎn)，在計(jì)算其局部鄰域的幾何屬性的統(tǒng)計(jì)得到關(guān)鍵點(diǎn)的描述子，而當(dāng)處理目前市面上的激光雷達(dá)得到的單幀點(diǎn)云數(shù)據(jù)時(shí)，由于點(diǎn)云較為稀疏，主要依靠每個(gè)激光器在掃描時(shí)得到的環(huán)線根據(jù)曲率得到特征點(diǎn)。而有了兩幀點(diǎn)云的數(shù)據(jù)根據(jù)配準(zhǔn)得到了相對(duì)位姿變換關(guān)系后，我們便可以利用激光雷達(dá)傳感器獲得的數(shù)據(jù)來(lái)估計(jì)載體物體的位姿隨時(shí)間的變化而改變的關(guān)系。比如我們可以利用當(dāng)前幀和上一幀數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，或者當(dāng)前幀和累計(jì)堆疊出來(lái)的子地圖進(jìn)行匹配，得到位姿變換關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)里程計(jì)的作用。
給定兩個(gè)來(lái)自不同坐標(biāo)系的三維數(shù)據(jù)點(diǎn)集，找到兩個(gè)點(diǎn)集空間的變換關(guān)系，使得兩個(gè)點(diǎn)集能統(tǒng)一到同一坐標(biāo)系統(tǒng)中，這個(gè)過程便稱為配準(zhǔn)。配準(zhǔn)的目標(biāo)是在全局坐標(biāo)框架中找到單獨(dú)獲取的視圖的相對(duì)位置和方向，使得它們之間的相交區(qū)域完全重疊。對(duì)于從不同視圖（views）獲取的每一組點(diǎn)云數(shù)據(jù)，點(diǎn)云數(shù)據(jù)很有可能是完全不相同的，需要一個(gè)能夠?qū)⑺鼈儗?duì)齊在一起的單一點(diǎn)云模型，從而可以應(yīng)用后續(xù)處理步驟，如分割和進(jìn)行模型重建。目前對(duì)配準(zhǔn)過程較常見的主要是 ICP 及其變種算法，NDT 算法，和基于特征提取的匹配。激光雷達(dá)在管道檢測(cè)中用于發(fā)現(xiàn)潛在的泄漏和損壞。
MEMS陣鏡激光雷達(dá)優(yōu)點(diǎn)：MEMS微振鏡擺脫了笨重的馬達(dá)、多發(fā)射/接收模組等機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置，毫米級(jí)尺寸的微振鏡較大程度上減少了激光雷達(dá)的尺寸，提高了穩(wěn)定性；MEMS微振鏡可減少激光發(fā)射器和探測(cè)器數(shù)量，極大地降低成本。缺點(diǎn)：有限的光學(xué)口徑和掃描角度限制了Lidar的測(cè)距能力和FOV，大視場(chǎng)角需要多子視場(chǎng)拼接，這對(duì)點(diǎn)云拼接算法和點(diǎn)云穩(wěn)定度要求都較高；抗沖擊可靠性存疑；振鏡尺寸問題：遠(yuǎn)距離探測(cè)需要較大的振鏡，不但價(jià)格貴，對(duì)快軸/慢軸負(fù)擔(dān)大，材質(zhì)的耐久疲勞度存在風(fēng)險(xiǎn)，難以滿足車規(guī)的DV、PV的可靠性、穩(wěn)定性、沖擊、跌落測(cè)試要求；懸臂梁：硅基MEMS的懸臂梁結(jié)構(gòu)實(shí)際非常脆弱，快慢軸同時(shí)對(duì)微振鏡進(jìn)行反向扭動(dòng)，外界的振動(dòng)或沖擊極易直接致其斷裂。主動(dòng)抗串?dāng)_功能，使覽沃 Mid - 360 在多雷達(dá)干擾下仍能正常運(yùn)作。陜西近距離激光雷達(dá)
Mid - 360 水平 360°、垂直 59° 視場(chǎng)角，提供點(diǎn)云數(shù)據(jù)輔助決策。黑龍江安防激光雷達(dá)
新思科技提供的多個(gè)光學(xué)和光子學(xué)工具，可用于支持LiDAR的系統(tǒng)級(jí)和元件級(jí)設(shè)計(jì)：CODE V 光學(xué)設(shè)計(jì)軟件，用于在LiDAR系統(tǒng)中設(shè)計(jì)光學(xué)接收系統(tǒng)。光學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)用：在 LiDAR系統(tǒng)中優(yōu)化接收器上的圈入能量。使用CODE V優(yōu)化LiDAR中的接收光學(xué)系統(tǒng)，LightTools 照明設(shè)計(jì)軟件能模擬雨滴、霧霾等大氣環(huán)境對(duì)光信號(hào)探測(cè)造成的影響，并能獲取返回光程數(shù)據(jù)以解決飛行時(shí)間計(jì)算問題。用于 LiDAR 和激光光源的功能。使用LightTools模擬LiDAR光學(xué)系統(tǒng)，Photonic Solutions光子方案模擬工具，能夠?qū)iDAR系統(tǒng)中的多個(gè)組件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。黑龍江安防激光雷達(dá)
