激光雷達是20世紀60年代首次提出的一項技術，隨著應用的廣泛，在過去的幾年里，激光雷達經歷了一輪新的繁榮進步和多行業使用，已迅速成為自動駕駛、無人機巡查、工業自動化等領域的關鍵技術。

截至目前，明治傳感已推出了好幾款激光雷達AS系列產品，涵蓋避障型、導航型以及導航避障一體型；具有測量精度高、掃描速度快、抗干擾能力強、體積小、重量輕、可靠性高等優勢，是工業AGV、移動機器人、低速機器人的理想選擇。

每一種傳感器基于各自的性能特點，都有其適合的應用場景。在實際特殊環境應用中，激光雷達也有著一些使用小技巧。本期小明就來分享一下激光雷達在實際應用中的那些小細節~

工作原理

激光雷達是基于時間飛行（TOF）工作原理；激光雷達發射激光脈沖，并測量此脈沖經被測目標表面反射后返回的時間，然后換算成距離數據

發射光和接受光時間差為t，

c為光速，則雷達與目標的距離為

雷達通過一個反射鏡對測距激光脈沖進行反射。當反射鏡被電機帶動旋轉時，從而形成一個與旋轉軸垂直的掃描平面。雷達定時發出脈沖光，同時電機帶動發射鏡旋轉，這樣就可以構成二維點云數據。

當周邊環境存在透明介質時

難點：當周邊環境中存在透明介質 (如潔凈水體) 時，位于透明介質內部或后方的目標能夠被測到。由于光線在透明介質中會發生折射，被測目標實際上位于折射光路上，而測量結果則位于直線光路上，測量出的目標位置會發生偏差，此外，雷達也可能會收到兩個反射回波，一個來自于透明介質內部或后方的實際目標表面的反射，另一個來自于不完全潔凈的透明介質表面的漫反射，此時的測量結果不確定，有可能是介質表面，也可能是實際目標。

對策：在實際使用中，對環境中的透明介質，特別是表面接近鏡面的透明介質，需要做特殊處理，避免產生不穩定或錯誤的測量結果。具體的處理方式可以是對介質表面做漫反射半透明處理，降低透明度和反射能力，或者在處理測量數據時對這些位置做屏蔽。

當測量鏡面目標時

當雷達對鏡面目標進行測量時，需要注意?。H當目標表面與入射激光垂直時才能有效測量，如果激光入射角不垂直，其漫反射率很低，導致無法有效測量，實際測量到的結果是鏡面反射光路上的鏡像目標距離，如圖所示：

雷達投射在鏡面目標產生了全反射，全反射光投射在目標，雷達實際測試出距離是虛線邊框目標距離。

關于實際量程

雷達對特定目標的實際量程會受到如下因素的影響：

1、目標漫反射率:

目標漫反射率不但與材質有關，也與表面朝向有關。目標漫反射率越高，實際量程就越遠

2、反射面積:

目標表面被激光光斑覆蓋的面積。覆蓋面積越大，實際測量距離越遠

3、透光罩臟污程度:

雷達的透光罩臟污會造成透光性能下降，透光性能下降得越多，測量能力越差，透光率下降至 60%時，測量能力可能完全失效

4、大氣條件:

雷達的實際測量能力同時受到大氣條件的影響，特別是在戶外工作時。大氣的光傳播能力越差，雷達的實際測量能力越低。在極端天氣條件 (例如濃霧)下，測量能力會完全失效