激光雷達具備獨特的優點,如極高的距離分辨率和角分辨率、速度分辨率高、測速范圍廣、能獲得目標的多種圖像、抗干擾能力強、比微波雷達的體積和重量小等。這使得激光雷達能精確測量目標位置(距離和角度)、運動狀態(速度、振動和姿態)和形狀,探測、識別、分辨和跟蹤目標。
自1961年科學家提出激光雷達的設想,歷經40余年的發展,激光雷達技術已從最初的激光測距技術,逐步發展了激光跟蹤、激光測速、激光掃描成像、激光多普勒成像等技術,因此出現了各種不同種類的激光雷達,被廣泛應用于各個領域,激光雷達在很多年前,并未被大眾所熟知,直至近年來機器人和無人駕駛技術的興起,激光雷達才逐漸進入人們的視野,在一開始激光雷達不只為機器人(包括無人駕駛)而誕生,它還被廣泛應用于VR/AR、智慧交通、海洋探索和漁業資源監測、3D打印等領域。
機器人領域——幫助機器人實現自主定位導航
自主定位導航是機器人實現自主行走的必備技術,不管什么類型的機器人,只要涉及到自主移動,就需要在其行走的環境中進行導航定位,但傳統的定位導航方法由于智能化水平較低,沒有解決定位導航的問題,直至激光雷達的出現,在很大程度上化解了這個難題,機器人采用的定位導航技術是以激光雷達SLAM為基礎,增加視覺和慣性導航等多傳感器融合的方案幫助機器人實現自主建圖,路徑規劃、自主避障等任務,它是目前性能最穩定、可靠性最強的定位導航方法,且使用壽命長,后期改造成本低。

掃地機器人是目前單線激光雷達應用最廣泛的領域,激光雷達配合slam算法,可以讓掃地機器人在房間里實現智能清掃,清掃的過程中繪制地圖,實時傳輸到手機APP,就算用戶不在家,也可以通過手機APP查看清掃情況,以及安排其他地方清掃。
無人車領域——自主感知道路環境及規劃路線
在無人車領域,激光雷達主要以多線數為主,作用與機器人領域相當,主要是幫助汽車自主感知道路環境,自動規劃行車路線,并控制車輛到達預定的目標。激光雷達是怎么幫汽車識別路口與方向呢?激光雷達使用的技術是飛行時間,就是根據激光遇到障礙物后的折返時間,計算目標與自己的相對距離。激光光束可以準確測量視場中物體輪廓邊沿與設備間的相對距離,這些輪廓信息組成所謂的點云并繪制出3D環境地圖,精度可達到厘米級別,從而提高測量精度。

說到無人車領域,業內人士都知道Velodyne 64線“大花盆”,它是自動駕駛的寵兒,HDL-32線、VLP-16線激光雷達也是原型車上的熱門激光雷達。
無人機領域——規避障礙物
目前,激光雷達在低空飛行直升機障礙物規避方面已進入實用階段,在其他軍事應用研究領域也日趨成熟。直升機在進行低空巡邏飛行時,極易與地面小山或建筑物相撞。為此,研制能規避地面障礙物的直升機機載雷達是人們夢寐以求的愿望。目前,這種雷達已在美國、德國和法國獲得了成功。

美國研制的直升機超低空飛行障礙規避系統,使用固體激光二極管發射機和旋轉全息掃描器可檢測直升機前很寬的空域,地面障礙物信息實時顯示在機載平視顯示器或頭盔顯示器上,為安全飛行起了很大的保障作用。