激光测速雷达

激光测速雷达是对物体移动速度的测量，通过对被测物体进行两次有特定时间间隔的激光测距，从而得到该被测物体的移动速度。激光雷达测速的方法主要有两大类，一类是基于激光雷达测距原理实现，即以一定时间间隔连续测量目标距离，用两次目标距离的差值除以时间间隔就可得知目标的速度值，速度的方向根据距离差值的正负就可以确定。这种方法系统结构简单，测量精度有限，只能用于反射激光较强的硬目标。另一类测速方法是利用***频移。***频移是指目标与激光雷达之间存在相对速度时，接收回波信号的频率与发射信号的频率之间会产生一个频率差，这个频率差就是***频移。

激光雷达的分类

激光雷达的分类，如果从体制上划分，主要有直接探测激光雷达和相干探测激光雷达。实际上，目前我们提到的，包括自动驾驶、机器人、测绘用到的激光雷达，基本上属于这种直接探测类型的激光雷达。有比较特殊的，比如测风、测速之类的雷达，一般会采用相干体制。

按应用分类，我们可以分得更多，比如：激光测距仪、激光三维成像雷达、激光测速雷达、激光大气探测雷达，等等。

不管是单线激光雷达、多线激光雷达或测绘激光雷达，我们基本上可以将其划分到激光三维成像雷达的范畴。

激光三角测距法原理

目前激光雷达的测量原理主要有脉冲法、相干法和三角法3种，脉冲法和相干光法对激光雷达的硬件要求高，但测量精度比激光三角法要高得多，故多用于军事领域。而激光三角测距法因其成本低，精度满足大部分商用及民用要求，故得到了广泛关注。

激光三角测距法主要是通过一束激光以一定的入射角度照射被测目标，激光在目标表面发生反射和散射，在另一角度利用透镜对反射激光汇聚成像，光斑成像在CCD（Charge-coupled Device，感光耦合组件）位置传感器上。当被测物体沿激光方向发生移动时，位置传感器上的光斑将产生移动，其位移大小对应被测物体的移动距离，因此可通过算法设计，由光斑位移距离计算出被测物体与基线的距离值。由于入射光和反射光构成一个三角形，对光斑位移的计算运用了几何三角定理，故该测量法被称为激光三角测距法。

按入射光束与被测物体表面法线的角度关系，激光三角测距法可分为斜射式和直射式两种。

激光雷达测距

光的飞行时间极快，直接测量光子飞行时间难度较大，可否通过一些间接的方式获取光的飞行时间？比较典型的方法就是AMCW。

AMCW通过将光波的强度进行调制（如正弦波或三角波等），使光波在投射到物体后返回探测器的过程中在光强波形上形成一个相位差，那么通过测量相位差，就可以间接获取光的飞行时间，从而反推飞行距离。

通常测量相位差要比直接测量飞行时间更容易，开发也更容易，因此基于 AMCW 的激光雷达成本要比PTOF 雷达稍低，而且其的探测方式比较方便实现固态面阵 FLASH 扫描。和 PTOF不同的是，由于 AMCW 采用连续光波调制，所以在远距离探测时需要较大的光功率，尤其在百米级探测距离下，存在人眼安全隐患，这显然是无法通过车规的。