激光雷達(dá)測距測速原理

激光雷達(dá)測距測速原理激光雷達(dá)通用方程激光雷達(dá)方程用來表示一定條件下，激光雷達(dá)回波信號的功率，其形式如下：為回波信號功率，為激光雷達(dá)發(fā)射功率，K是發(fā)射光束的分布函數(shù)，分別是激光雷達(dá)發(fā)射系統(tǒng)到目標(biāo)和目標(biāo)到接收系統(tǒng)的大氣透過率，分別是發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)的透過率，為發(fā)射激光的發(fā)散角，分別是發(fā)射系統(tǒng)到目標(biāo)和目標(biāo)到接收系統(tǒng)的距離，為目標(biāo)的雷達(dá)截面，為接收孔徑。方程作用：激光雷達(dá)方程可以在研發(fā)激光雷達(dá)初期確定激光雷達(dá)的性能。其次，激光雷達(dá)方程提供了回波信號與被探測物的光學(xué)性質(zhì)之間的函數(shù)關(guān)系，因此可以通過激光雷達(dá)探測的回波信號，通過求解激光雷達(dá)方程獲得有關(guān)大氣性質(zhì)的信息。激光雷達(dá)測距基本原理脈沖法脈沖激光雷達(dá)測距的基本原理是，在測距點向被測目標(biāo)發(fā)射一束短而強(qiáng)的激光脈沖，激光脈沖到達(dá)目標(biāo)后會反射回一部分被光功能接收器接收。假設(shè)目標(biāo)距離為L，激光脈沖往返的時間間隔是t，光速為c，那么測距公式為L=tc/2。時間間隔t的確定是測距的關(guān)鍵，實際的脈沖激光雷達(dá)利用時鐘晶體振蕩器和脈沖計數(shù)器來確定時間t，時鐘晶體振蕩器用于產(chǎn)生固定頻率的電脈沖震蕩T=1/f，脈沖計數(shù)器的作用就是對晶體振蕩器產(chǎn)生的電脈沖計數(shù)N。如圖所示，信息脈沖為發(fā)射脈沖，整形脈沖為回波脈沖，從發(fā)射脈沖開始，晶振產(chǎn)生脈沖與計數(shù)器開始計數(shù)時間上是同步觸發(fā)的。因此時間間隔t=NT。由此可得出L=NC/2f。圖1脈沖激光測距原理圖相位法相位測距法也稱光束調(diào)制遙測法，激光雷達(dá)相位法測距是利用發(fā)射的調(diào)制光和被目標(biāo)反射的接受光之間光強(qiáng)的相位差包含的距離信息來實現(xiàn)被測距離的測量?；夭ǖ难舆t產(chǎn)生了相位的延遲，測出相位差就得到了目標(biāo)距離。假設(shè)發(fā)射處與目標(biāo)的距離為D，激光速度為c，往返的間隔時間為t，則有：圖2相位法測距原理圖假設(shè)f為調(diào)制頻率，N為光波往返過程的整數(shù)周期，為總的相位差。則間隔時間t還可以表示為：數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集剔除粗差濾波分割面片組合地物特征城市地物點云塊特征識別建模識別點云塊特征城市地物地物特征面片組合分割濾波剔除粗差剔除粗差濾波分割面片組