1、激光雷达的工作原理
激光雷达测量光脉冲的飞行时间，以便能够分辨传感器和物体之间的距离。想象一下，当光脉冲发射时启动秒表，然后在光脉冲返回时停止计时器（从它遇到的第一个物体反射）。通过测量激光的“飞行时间”，并知道脉冲传播的速度，可以解决距离问题。光以每秒300亿米（每秒186，000英里）的速度传播，因此需要非常高精度的设备才能生成有关距离的数据。
为了产生完整的点云，传感器必须能够非常快速地对整个环境进行采样。激光雷达做到这一点的一种方法是在单个发射器/接收器上使用非常高的采样率。每一个每秒发射数万或数十万个激光脉冲。这意味着，在 1 秒内，多达 100，000 个激光脉冲完成从激光雷达单元上的发射器到被测物体的往返行程，然后返回激光雷达单元上的接收器，靠近发射器。大型系统有多达64个这样的发射器/接收器对或“通道”。多个通道使系统每秒生成超过一百万个数据点。
然而，64个固定通道不足以映射整个环境,它只会在非常集中的区域提供非常清晰的分辨率。由于光学器件需要精度，制造更多这些通道的成本很高，因此将通道数量增加到 64 以上只会更快地增加成本。相反，许多激光雷达系统使用旋转组件或旋转镜，使通道能够360度扫视环境。常见的策略包括将每个发射器和接收器倾斜到水平以上或以下，以覆盖激光视野中的更多环境。例如，杜尼智能清洁机器S660就是通过激光雷达系统具有26.8垂直视野（旋转使其具有360水平视野）。
2、激光雷达的应用
点云可用于再现景观或环境的 3D 模型。一些应用包括：
- 地质测绘/成像以监测侵蚀或其他变化
- 监测植物和树木的生长
- 为建设项目做测量工作
- 对垃圾填埋场进行准确的体积估算
3、激光雷达的挑战
由于激光雷达基于测量激光脉冲返回传感器所需的时间，因此高反射表面会带来问题。大多数材料在微观水平上具有粗糙的表面，并向各个方向散射光。这种散射光的一小部分会回到传感器，足以生成距离数据。但是，如果表面反射率很高，则光线会相干地反射远离传感器，并且该区域的点云不完整。
