激光雷達的定義：

激光雷達是一種利用激光作為探測光源，通過發射、接收并分析激光與目標物相互作用后返回的信號，以獲取目標距離、速度、形狀、紋理等信息的主動遙感技術。其工作原理基于激光測距和多普勒效應，通過精確測量激光脈沖往返時間（TimeofFlight, ToF）或相位差，結合激光波長和光速，計算目標的距離；通過分析返回信號的多普勒頻移，確定目標的運動狀態。激光雷達系統通常包括激光發射單元、接收單元、數據處理單元和旋轉或掃描機構等部分。

激光雷達的應用領域：

1. 自動駕駛與高級駕駛輔助系統（ADAS）：車載激光雷達為車輛提供高精度的環境感知能力，包括障礙物檢測、道路邊界識別、交通標志識別等，是實現自動駕駛的關鍵傳感器之一。

2. 地理信息測繪與城市建模：機載或地面激光雷達用于地形地貌測繪、城市三維建模、森林資源調查、災害監測等，生成高精度的數字高程模型（DEM）、點云數據等地理信息產品。

3. 無人機應用：無人機搭載激光雷達進行電力巡檢、農業監測、環境監測、考古勘查等任務，提供實時、精確的地形與目標數據。

4. 氣象觀測：機載激光雷達用于云層結構分析、大氣成分探測、風速測量等氣象研究。

5. 安防監控：固定式或移動式激光雷達用于邊境監控、港口安全、重要設施防護等，實現遠距離、全天候的目標探測與跟蹤。

6. 機器人與工業檢測：在工業自動化、物流倉儲、服務機器人等領域，激光雷達用于避障導航、物體識別與定位。

激光雷達的測試方法：

1. 距離精度測試：使用已知距離的標準靶標，對比激光雷達測得距離與實際距離的偏差，評估距離測量準確性。

2. 角度精度測試：通過精密轉臺控制激光雷達指向已知角度的反射靶，測量實際掃描角度與設定角度的差異，評估角度測量精度。

3. 點云質量評估：采集特定場景的點云數據，分析點云密度、噪聲水平、地面點濾波效果、特征提取能力等。

4. 動態性能測試：在模擬或實際移動平臺上測試激光雷達對運動目標的檢測能力，包括跟蹤精度、刷新率、多目標處理能力等。

5. 環境適應性測試：在不同光照、氣候、目標反照率條件下，評估激光雷達的性能穩定性及抗干擾能力。

6. 電磁兼容性（EMC）測試：驗證激光雷達在電磁環境下正常工作的能力，包括抗電磁干擾（EMI）和電磁輻射（EMR）兩方面。

激光雷達的測試標準：

1. ISO 16323:2015：地球科學  使用機載激光雷達進行地形測繪的標準方法。

2. ASTM E57.04：美國材料與試驗協會標準，規定了地面激光雷達系統的性能測試方法。

3. SAE J3016：美國汽車工程師學會標準，定義了自動駕駛系統的等級劃分，間接規定了車載激光雷達的技術要求。

4. IEC 608251：國際電工委員會標準，規定了激光產品的安全要求，適用于激光雷達的激光安全評估。

激光雷達安全標準：

1. IEC 608251：通用激光產品安全標準，規定了激光產品的分類、要求和用戶指南，激光雷達應遵循相應激光安全等級的防護措施。

2. IEC 6082514：專門針對激光雷達的安全標準，詳細規定了激光雷達的發射特性、人眼暴露限值、防護措施等安全要求。

激光雷達性能指標與參數：

1. 測距精度：通常以±（米）表示，衡量激光雷達測距的絕對誤差。

2. 角分辨率：通常以°或mrad表示，反映激光雷達在垂直和水平方向上區分相鄰目標的能力。

3. 測速精度：通常以±（m/s）表示，衡量激光雷達對目標速度測量的準確性。

4. 點云密度：單位時間內或單位面積內激光雷達生成的點數量，反映數據采集的密集程度。

5. 最大測距：激光雷達能夠有效探測的最遠距離，通常受激光功率、接收靈敏度和大氣衰減等因素影響。

6. 掃描速率：激光雷達完成一次完整掃描所需的時間或每秒掃描線數，影響實時性與數據更新速率。

7. 激光波長：常用的激光雷達波長有905nm、1550nm等，波長選擇影響穿透力、人眼安全性和大氣散射等特性。

8. 功耗：激光雷達工作時的電能消耗，影響系統集成與續航能力。

9. 尺寸與重量：對車載、無人機等應用的集成便利性與負載能力有直接影響。

905nm激光雷達和1550nm激光雷達的比較

激光雷達最常使用的波長為905nm和1550nm。

關于激光波長，繞不開的一個話題就是人眼安全。當一束強烈的可見光照射眼睛，我們會本能的閉上眼睛來躲避光線。但是對于激光這種不可見的近紅外光，當眼睛被照射時，眼睛并不會注意到它，如果累積了足夠的能量，激光就會對我們的眼睛造成不可逆的傷害，包括視網膜灼傷以及白內障。為了評價這種傷害的級別，國際電工委員會（International Electrotechnical Commission，IEC）制定了一份激光安全標準IEC 60825，標準中根據最大允許暴露度（Maximum Permissible Exposure，MPE）對激光進行分類。MPE指在給定波長和持續時間內，在不允許引起生物組織損傷的情況下，每單位面積允許的最大激光能量。

從圖中可以看出，任何脈寬的1550nm激光器的MPE值都要比950nm激光器的MPE值高，這意味著人眼能承受更大能量的1550nm激光的照射，這意味著1550nm激光雷達將擁有更高的發射功率。

   功率高、卻能保證人眼安全的原因是1550nm的激光容易被水吸收，而人眼表面正好有一層水（眼液），這層水一定程度上幫我們吸收了大量激光輻射。

   激光雷達發射功率高帶來的最直接好處就是探測距離將更遠，一個1550nm激光雷達，在10%反射率的前提下，測距能力達到250m。而使用了905nm激光雷達，在10%反射率的前提下，測距能力只有150m。

   有矛就有盾，1550nm激光雷達的盾就是雨天，據部分公司的實測數據顯示：2毫米厚的水薄膜都能將1550nm激光的90%能量吸收掉，這意味這小雨天要慎用、中雨及大雨用不了。

   當然業界有一種聲音，覺得如果雨水呈片狀的“水簾”或“水灘”的話，1550nm激光被吸收的概率很大，但是如果是“雨點”的話，基本不具備完全屏蔽1550nm激光的能力。

其實這種聲音忽略了被測物體，無論大雨還是小雨，無論被測物體靜止還是移動，在雨中呆上一段時間后表面都會形成一層水膜，所以你即使能躲避雨滴的吸收，你能躲避得了被測物體上的水膜？

雖然1550nm激光雷達并非完美無缺，但是總結起來1550nm激光雷達整理性能明顯更優于905nm激光雷達。

第一：經過激光安全測試的1550nm激光雷達，發出的1550nm光波不會傷害人眼，雖然發射功率要比905nm高了一些，但也在人眼安全可視范圍內，對人體健康無損害；

第二：由于光束亮度高、光束準直性更好，抗陽光干擾能力強，在烈日曝曬，陽光強度高的實際場景中，抗干擾強。

比如行駛在隧道中，由明到暗肉眼是很好識別的，但由暗到明，肉眼需要適應光線亮度后才能識別獲取信息，也就是我們所謂的“刺眼”。其實攝像頭也存在這樣的問題，里面的CMOS在強弱光進行交替時，會出現短暫的“失明”。

而激光雷達就不存在這樣的問題，因為不受光線的干擾，所以即便行駛到接近隧道出口，也能很好的辨別前面情況。

第三：探測距離遠，最長探測距離500m，即便反射10%，也能保證有250m的距離，為道路預判和感知留足了反應時間。

總體而言，905nm激光雷達和1550nm激光雷達各有自己的優缺點，選擇哪一種波長還需要根據實際的現實需求去決定。

深圳中為檢驗提供激光雷達性能檢測服務

作為一家專業的激光設備檢測認證機構，深圳中為檢驗在激光安全檢測領域積累了豐富的經驗和大量成功案例，公司目前配備有先進的激光檢測實驗室以及頂尖的檢測工程師團隊，激光相關授權標準70多個；激光相關測試能力參數120余項；激光測量功率范圍pW至5KW；脈沖測量可至ps級；激光產品測試覆蓋范圍包括消費類激光、美容類激光、測量類激光、工業類激光、醫療類激光、軍用激光、激光雷達等。

歡迎來電咨詢，洽談合作！

擴展閱讀：國際激光安全IEC 60825_激光設備檢測_深圳中為檢驗 (ctnt-cert.com)

激光雷達人眼安全認證_標準動態_深圳中為檢驗 (ctnt-cert.com)