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激光雷達(dá)檢測

激光對人眼的危害

激光對人體危害是通過光熱效應(yīng)，聲效應(yīng)，光化學(xué)效應(yīng)產(chǎn)生的。生物組織吸收了激光能量后會引起溫度的突然上升，這就是熱效應(yīng)。熱效應(yīng)損傷的程度時又曝光時間，激光波長，能量密度，曝光面積以及組織的類型共同決定。聲效應(yīng)是由激光誘導(dǎo)的沖擊波產(chǎn)生的，沖擊波在組織中傳播時會使局部組織汽化，最終導(dǎo)致組織產(chǎn)生一些不可逆的傷害。激光還具有光化學(xué)效應(yīng)，誘發(fā)細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)發(fā)生改變，從而對組織產(chǎn)生傷害。圖1為激光發(fā)射到輻射面上的能量形式。

可能造成的傷害由以下幾種類型

1、對人眼的傷害

嚴(yán)重暴露在激光下可能會造成對角膜和視網(wǎng)膜的傷害，傷害的位置和范圍取決于激光的波長和級別。長期接觸可能造成白內(nèi)障或者視網(wǎng)膜損傷，嚴(yán)重暴露在高級別激光下也會造成同樣的結(jié)果。佩帶合適的激光防護(hù)眼鏡或者其他工程防護(hù)手段可以很容易的預(yù)防激光對眼睛的傷害。

2、對皮膚的傷害

嚴(yán)重的暴露在強(qiáng)的紅外波段激光下可能對皮膚造成燒傷。而紫外激光可能造成燒傷，皮膚癌以及加速皮膚老化。

3、電學(xué)危害

在激光使用的過程中遇到最多的電學(xué)傷害是電擊。高壓系統(tǒng)是激光系統(tǒng)中潛在的致命的危險。

4、化學(xué)危害

激光系統(tǒng)中的一些物質(zhì)，如染料，準(zhǔn)分子等，具有毒性，可能對人體造成危害，同時，激光導(dǎo)致的化學(xué)反應(yīng)可能會產(chǎn)生有害的粒子和氣體。

5、火災(zāi)危害

燃料激光器中的溶劑是非常易燃的。高壓脈沖和燈的閃爍可能造成火星，引發(fā)火災(zāi)，激光過程中激光的直接照射，以及連續(xù)紅外激光的反射光意外照射，都可能引燃易燃品，其他潛在的火災(zāi)隱患。

激光雷達(dá)光束性能檢測項目

激光雷達(dá)光束性能檢測是確保激光雷達(dá)系統(tǒng)準(zhǔn)確、可靠運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主要包括以下幾個方面的內(nèi)容：

探測距離與范圍：檢測激光雷達(dá)的最大探測距離以及在不同距離下的探測準(zhǔn)確性，確保其能夠在設(shè)計要求的范圍內(nèi)有效工作。

角分辨率：評估激光雷達(dá)在水平和垂直方向上的最小分辨角度，這對于構(gòu)建高精度的三維點(diǎn)云圖至關(guān)重要。

測距精度與穩(wěn)定性：通過測量激光往返時間（ToF）計算目標(biāo)距離的準(zhǔn)確性，以及多次測量結(jié)果的一致性，確保數(shù)據(jù)的可靠性。

回波強(qiáng)度與信噪比：分析接收到的回波信號強(qiáng)度，以及信號與噪聲的比例，評估激光雷達(dá)在不同環(huán)境條件下的目標(biāo)識別能力。

波束指向性與擴(kuò)散角：檢查激光束的聚焦程度和發(fā)散情況，確保光束能夠精確指向目標(biāo)并減少不必要的環(huán)境干擾。

掃描模式與頻率：對于機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)，檢測掃描機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性和頻率；對于固態(tài)激光雷達(dá)，則需評估電子掃描的靈活性和速度。

環(huán)境光抗干擾能力：在不同光照條件下測試激光雷達(dá)的表現(xiàn)，確保其能在強(qiáng)光或變化光照環(huán)境中正常工作。

深色物體檢出率：評估激光雷達(dá)對低反射率（如黑色衣服或路面）物體的探測能力，這是城市和夜間駕駛場景中的重要考量。

溫度與濕度影響：在標(biāo)準(zhǔn)或極端的溫度和濕度條件下測試激光雷達(dá)性能，確保其在各種氣候條件下的穩(wěn)定性。

長期穩(wěn)定性與壽命測試：長時間運(yùn)行激光雷達(dá)，監(jiān)測性能衰減情況，評估其工作壽命和可靠性。

智能工程及建筑電氣檢測

（1）智能建筑工程性能測試

（2）現(xiàn)場色溫及顯色指數(shù)測試

（3）建筑物等電位連接性能測試

（4）低壓配電裝置設(shè)置檢查

（5）各相線、接地線、連接點(diǎn)性能測試

（6）電線電纜絕緣層厚度及線芯直徑檢測

（7）開關(guān)插座電氣間隙、爬電距離及絕緣電阻檢測

質(zhì)量評價指標(biāo)及計算方法

國家標(biāo)準(zhǔn)：機(jī)載激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)質(zhì)量評價指標(biāo)及計算方法.pdf

激光雷達(dá)的性能指標(biāo)

激光雷達(dá)的主要性能參數(shù)有激光的波長、探測距離、FOV(垂直+水平)、測距精度、角分辨率、出點(diǎn)數(shù)、線束、安全等級、輸出參數(shù)、IP防護(hù)等級、功率、供電電壓、激光發(fā)射方式(機(jī)械/固態(tài))、使用壽命等。激光雷達(dá)的優(yōu)勢非常明顯，其探測的范圍更廣，且精度更高。但是在極端天氣或者煙霧環(huán)境下性能大大降低，而且由于其數(shù)據(jù)采集量大，價格也非常貴。

激光的波長：目前市場上三維成像激光雷達(dá)最常用的波長是905nm和1550 nm。1550nm波長LiDAR傳感器可以以更高的功率運(yùn)行，以提高探測范圍，同時對于雨霧的穿透力更強(qiáng)。905nm的主要優(yōu)點(diǎn)是硅在該波長處吸收光子，而硅基光電探測器通常比探測1550 nm光所需的銦鎵砷(InGaAs)近紅外探測器便宜。

安全等級：激光雷達(dá)的安全等級是否滿足Class 1，需要考慮特定波長的激光產(chǎn)品在完全工作時間內(nèi)的激光輸出功率，即激光輻射的安全性是波長、輸出功率，和激光輻射時間的綜合作用的結(jié)果。

探測距離：激光雷達(dá)的測距與目標(biāo)的反射率相關(guān)。目標(biāo)的反射率越高則測量的距離越遠(yuǎn)，目標(biāo)的反射率越低則測量的距離越近。因此在查看激光雷達(dá)的探測距離時要知道該測量距離是目標(biāo)反射率為多少時的探測距離。

FOV：激光雷達(dá)的視場角有水平視場角和垂直視場角。如果是機(jī)械旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)，則其水平視場角為360度。

角分辨率：一個是垂直分辨率，另一個是水平分辨率。水平方向上做到高分辨率其實(shí)不難，因?yàn)樗椒较蛏鲜怯呻姍C(jī)帶動的，所以水平分辨率可以做得很高。一般可以做到0.01度級別。垂直分辨率是與發(fā)射器幾何大小相關(guān)，也與其排布有關(guān)系，就是相鄰兩個發(fā)射器間隔做得越小，垂直分辨率也就會越小。垂直分辨率為0.1~1度的級別。

出點(diǎn)數(shù)：每秒激光雷達(dá)發(fā)射的激光點(diǎn)數(shù)。激光雷達(dá)的點(diǎn)數(shù)一般從幾萬點(diǎn)至幾十萬點(diǎn)每秒左右。

線束：多線激光雷達(dá)，就是通過多個激光發(fā)射器在垂直方向上的分布，通過電機(jī)的旋轉(zhuǎn)形成多條線束的掃描。多少線的激光雷達(dá)合適，主要是說多少線的激光雷達(dá)掃出來的物體能夠適合算法的需求。理論上講，當(dāng)然是線束越多、越密，對環(huán)境描述就更加充分，這樣還可以降低算法的要求。常見的激光雷達(dá)的線束有：16線、32線、64線等。

輸出參數(shù)：障礙物的位置(三維)、速度(三維)、方向？、時間戳(某些激光雷達(dá)有)、反射率

使用壽命：機(jī)械旋轉(zhuǎn)的激光雷達(dá)的使用壽命一般在幾千小時；固態(tài)激光雷達(dá)的使用壽命可高達(dá)10萬小時。

激光發(fā)射方式：傳統(tǒng)的采用機(jī)械旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)，機(jī)械旋轉(zhuǎn)容易導(dǎo)致磨損使得激光雷達(dá)的使用壽命有限。固態(tài)激光雷達(dá)主要由三類-Flash 、MEMS、相控陣。Flash 激光雷達(dá)只要有光源，就能用脈沖一次覆蓋整個視場。隨后再用飛行時間（ToF）方法接收相關(guān)數(shù)據(jù)并繪制出激光雷達(dá)周圍的目標(biāo)。MEMS激光雷達(dá)其結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡單，只要一束激光和一塊反光鏡。具體來說，激光射向這塊類似陀螺一樣旋轉(zhuǎn)的反光鏡就行，反光鏡通過轉(zhuǎn)動，可以實(shí)現(xiàn)對激光方向的控制。相控陣激光雷達(dá)利用獨(dú)立天線同步形成的微陣列，相控陣可以向任何方向發(fā)送無線電波，完全省略了“旋轉(zhuǎn)”這一步驟，只需控制每個天線發(fā)送信號間的時機(jī)或陣列，就能控制信號射向特定位置。

激光雷達(dá)性能測試檢測方法

a、將雷達(dá)放置于轉(zhuǎn)臺上方，保證旋轉(zhuǎn)中心和雷達(dá)中心重合；

b、在雷達(dá)前方10m±1cm處放置反射板；

c、將雷達(dá)放置在原點(diǎn)處即正對反射板（反射板的平面垂直于激光雷達(dá)法線出光方向、，打開雷達(dá)并預(yù)熱30min，開始采集點(diǎn)云；

d、逆時針旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺，上位機(jī)點(diǎn)云圖觀察到水平視場最右側(cè)點(diǎn)云移動到反射板左側(cè)邊緣時，記錄此時轉(zhuǎn)臺角度 i；

e、之后順時針旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺，當(dāng)觀察到水平視場最左側(cè)點(diǎn)云移動到反射板左側(cè)邊緣時，記錄此時轉(zhuǎn)臺的角度，多次測量取平均值記為 ；

f、單次測量水平視場角為丨 i- 丨，10次重復(fù)測量取平均值為測量結(jié)果。

激光雷達(dá)性能測試環(huán)境

a、溫度：23±5℃；

b、濕度：20%RH~80%RH；

c、照度：不大于100klx；

d、場地：大于2m×10m；

e、25cm×25cm、反射率為20%±1%漫反射板；

f、六維電動轉(zhuǎn)臺精度：0.1°；

g、全站儀。

常見的幾種激光雷達(dá)

有脈沖激光雷達(dá)、連續(xù)波激光雷達(dá)和混合型激光雷達(dá)

數(shù)字顯示激光雷達(dá)和成像激光雷達(dá)

有地基固定式激光雷達(dá)、車載激光雷達(dá)、機(jī)載激光雷達(dá)、船載激光雷達(dá)、星載激光雷達(dá)、彈載激光雷達(dá)和手持式激光雷達(dá)

有激光測距雷達(dá)、激光測速雷達(dá)、激光測角雷達(dá)和跟蹤雷達(dá)、激光成像雷達(dá)

激光雷達(dá)的激光對眼睛的輻射傷害

大多數(shù)激光雷達(dá)使用激光的光源為發(fā)射波長為 905 nm 或 1550 nm 的紅外光。雖然不可見的近紅外光（波長達(dá) 1400 nm）可以穿透我們的眼睛并直接照射到視網(wǎng)膜上，但是，激光雷達(dá)系統(tǒng)都遵循IEC/EN 60825標(biāo)準(zhǔn)，使用的是 1 類激光器——也就是說在所有正常使用條件下激光對人眼是沒有危害的。

激光性能參數(shù)定義

M2因子  

在激光科學(xué)中，參數(shù)M2也稱為光束質(zhì)量因子，表示光束到理想高斯光束的變化程度。它由光束的光束參數(shù)乘積(BPP)與相同波長的理想  

高斯光束的光束參數(shù)乘積(BPP)之比計算而得。它將激光束的發(fā)散度與能夠達(dá)到的最小聚焦光斑大小聯(lián)系起來。對于單模TEM00(高斯)  

激光束，M2為1。  

光束質(zhì)量在很多應(yīng)用中是重要的評價標(biāo)準(zhǔn)，在光纖通信中，為了與單模光纖耦合，需要M2因子接近1的光束。M2決定了已知直徑的準(zhǔn)  

直光束聚焦的緊密程度，焦點(diǎn)的直徑跟隨M2和輻照度的變化而變化，這在激光加工和激光焊接中是非常重要的，因?yàn)樗鼪Q定了焊接位  

置的高能量密度。  

ISO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了一種計算M2的方法，測量一組光束的直徑，最大限度地減少誤差來源。以下是主要步驟:  

-用無像差透鏡聚焦。  

-使用ISO標(biāo)準(zhǔn)中詳細(xì)的回歸方程來擬合雙曲線到X軸和Y軸的數(shù)據(jù)點(diǎn)，通過最小化測量誤差來提高計算的準(zhǔn)確性。  

-從擬合曲線中提取每個軸的θ、R、W0和M2的值。ISO標(biāo)準(zhǔn)還提出了一些關(guān)于直徑測量的額外規(guī)則(特別是當(dāng)使用ccd或cmos陣列傳感器時):  

-用直徑的三倍作為計算區(qū)域。  

-在進(jìn)行測量之前一定要去除背景噪聲。