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LiDAR, Light Detection And测距技术)自20世纪60年代以来就已经存在。技术的进步使激光雷达成为当今流行的传感器。激光雷达现在应用于自动化、农业、考古等领域。并量化各种大气成分。目前的手稿包括激光雷达的工作，它的类型，历史和不同的应用激光雷达。通过激光雷达测量，可以计算出与空间中不同物体的距离，并绘制出激光雷达前面区域的三维数字表示。
激光雷达系统分类，有两种主要类型的激光雷达系统。第一种是机载激光雷达，安装在飞机或直升机上。机载激光雷达有两种亚型。第一个是Topographic LiDAR，主要用于林业、城市规划、景观生态等领域;第二个是Bathymetric LiDAR，主要用于海岸线、海岸和河岸附近。第二种类型的激光雷达是陆地激光雷达，用于测量公路和铁路、管理设施、创建空间3D模型等。地面激光雷达有两种亚型。第一个是移动激光雷达，用于分析道路基础设施，定位传入的路标，灯杆等，第二个是静态激光雷达，通常用于工程，考古，采矿和测量。
激光雷达(Light detection and ranging, LiDAR)是将激光发射到目标上，然后测量反射光返回的方法，以识别反射光的波长和到达时间的变化。有时，物理地存在于一个环境中并手动测量事物是不可行的。对于这类测量，激光雷达就发挥了作用。测量是通过计算激光的返回时间和波长来完成的。它能生成精确的、高质量的、有时甚至是扫描环境的三维地图。生成的重点区域地图，有助于描述和检查。一个典型的激光雷达系统包括一个扫描仪，激光，有时也包括专门的GPS接收器。其他对数据收集和分析至关重要的元件是光学和光探测器。激光雷达在许多领域都具有优势，包括农业领域，激光雷达机器人种植种子、检测杂草以及自动喷洒和施肥，这使得有效种植作物、水果和蔬菜更加容易。在考古学中，激光雷达可以用来确定地面特征，检查森林冠层，并创建一个考古遗址的高分辨率模型，以发现早期不可能探测到的地形。在自动车辆。激光雷达被用来探测和避开障碍物，因此它可以很容易地通过激光光束的路径。激光雷达可以用来获取雨云剖面，测量风。研究气溶胶并量化各种大气成分，这些可能被证明是确定地表压力、温室气体排放、光合作用、火灾和湿度的有用信息。
激光雷达的设计原理是光的反射。这个原理是把一束光照射到一个表面上，然后计算出它返回表面所需要的时间源。激光雷达系统向目标发送激光，并测量反射光，以看到波长和到达时间的变化。根据这些测量值，它可以计算出距离来绘制目标的数字表示。由于光以非常高的速度传播，通过激光雷达计算精确距离非常快。分析员用来计算距离的公式如公式1所示。
它们向下指向的方式通常扫描180度的立体角。另一方面，地面激光雷达主要执行水平扫描，通常在一维或二维中覆盖360度。机载激光雷达系统通常安装在飞机或直升机上。来自飞机上激光雷达的激光被发射到地面，地面被反射并返回到移动的机载激光雷达传感器。机载激光雷达有两种类型，即地形雷达和测深雷达。
地形激光雷达用于地表检测，可用于林业、城市规划、景观生态等领域。测深激光雷达用于水渗透应用。它们通常用于同时检测高程和水深。它既可用于透水，也可同时用于检测高程和水深。它主要用于海岸线、海岸和银行附近。地面激光雷达能够高精度地收集点，从而精确地识别目标。地面激光雷达通常用于测量公路和铁路、管理设施、创建空间3D模型等。此外，地面激光雷达有移动和静态两种类型。在移动地面激光雷达中，激光雷达系统安装在车辆、火车或船上。在移动激光雷达中，点云是从移动平台收集的。多个传感器可以
安装在单个平台上。它可以用于分析道路基础设施，定位进入的道路标志，灯杆等静态激光雷达。传感器通常安装在三脚架上。静态激光雷达可以收集建筑内部和外部的激光雷达点云。这种类型的激光雷达通常用于工程、考古、采矿和测量。
根据激光雷达的尺寸也可以分为1D、2D和3D激光雷达。每一种激光雷达的工作原理是相同的，但不同之处在于使用的是点射机构，扫描方式系统。以及激光束的数量。在识别激光雷达中，使用静止激光束来测量障碍物和扫描仪之间的距离。在2D激光雷达中，只需要一束激光。激光雷达将根据旋转运动产生脉冲，并收集到目标的水平距离，以获得X轴和Y轴上的数据。它旋转360度或180度，根据应用程序。旋转是通过与皮带轮系统相连的直流电机进行的。三维激光雷达几乎与其他两种激光雷达系统相同，但大量的激光束分散在不同的方向得到X、Y、Z轴数据。每一束激光与其他光束之间都有一个预定义的角增量。基于后向散射，激光雷达也可以分为三种类型。这些类型是瑞利激光雷达，米激光雷达和拉曼激光雷达。在某些情况下，激光雷达也可以用另一种方式进行分类。在这种分类中，激光雷达有相干和非相干两种类型。相干激光雷达基于相位灵敏度，非相干激光雷达基于幅值测量。
激光雷达应用于从农业到机器人的各个领域。以下是激光雷达在各个领域的应用情况:
（1）农业激光雷达机器人用于播撒种子和肥料。检查庄稼是否有杂草。它还根据农田的位置决定在哪里施肥。用激光雷达也可以探测昆虫。
（2）考古激光雷达可以用来确定地面的特征，也可以用来检查森林的冠层。它可以
（3）自主车辆激光雷达被用于自动驾驶汽车上，用于探测和避开障碍物，这样它就可以使用激光束轻松地通过路径
（4）大气激光雷达可以用来描绘云的轮廓，测量风，研究气溶胶，并量化各种大气成分，这些成分可能被证明是确定地表压力、温室气体排放、光合作用、火灾和湿度的有用信息。
（5）执法警察使用激光雷达测速枪来测量过往车辆的速度并控制速度。它也被用于法医，以帮助犯罪现场调查，确定放置的物体，血液检查等。
（6）军事激光雷达系统用于收集信息以识别目标，例如坦克。他们被用于机载激光地雷探测系统(ALMDS)反导战由Areté联合公司。解决关键室内、半封闭和室外场馆(如体育场、亚波)上空气溶胶形式的生物威胁。以及机场、基于激光诱导荧光(LIF)的短程紧凑光谱激光雷达。由于激光雷达系统具有近乎实时的能力，因此能够快速检测生物气溶胶的释放，并能够及时采取措施保护居住者并将污染程度降到最低
（7）开采激光雷达系统通过定期扫描来计算矿石体积，然后将地表数据与之前的扫描数据进行比较。激光雷达也被用于机器人采矿车辆的障碍检测和躲避，例如里约热内卢Tinto公司的未来矿山中使用的小松自动运输系统(AHS)。
表1是文献中报道的不同LiDAR技术的比较。脉冲能量从1j到4J不等。波长有一个高范围，从低到514 nm(可见光)一直到1064 nm。激光雷达扫描的精度通常在90%左右，从低至59%到高至99.10%不等。RMSE可以低至3.4c m，可以上升到100 cm。激光雷达的距离范围从3.03米到58米不等。8的结论激光雷达是一种可以投射光线并测量反射所需时间的设备。这是一项已有50多年历史的技术。早些时候，它被用来测量与卫星的距离。Nowadavs激光雷达。该系统在自动驾驶汽车中非常流行，激光雷达作为主要传感器来确定障碍物。除此之外，激光雷达还有多种应用，尤其是机载激光雷达系统，用于领土测绘。机载激光雷达尤其应用于环境研究领域，如预测降雨、绘制海洋深度图或为船舶导航等。脉冲激光雷达也可以用于考古学。我们发现激光雷达的脉冲能量可能非常低，而脉冲能量基本上决定了激光雷达可以到达的距离抛出并接收回信号。脉冲能量可以达到1J。对于一个典型的激光雷达系统，均方误差在几厘米之内。对于精确的激光雷达系统可以达到千分尺。激光雷达的精度通常应该超过90%，对于自动驾驶汽车等关键应用，它的精度应该超过95%。现有的激光雷达系统可以在降低成本的情况下达到99.9%的精度。激光雷达的波长可以在可见光透射范围400 - 700 nm，但首选激光雷达的范围是1064nm，这是在红外范围。总的来说，随着低成本激光雷达系统在市场上的可用，我们预计激光雷达作为传感器的趋势将在最近的未来呈指数增长，我们将看到超过一半的自动化运行在激光雷达系统上。激光雷达不像雷达那样昂贵，但要节省精度，因此激光雷达技术是未来的发展方向。
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