【物理科研】激光雷达中的光学原理与应用

文摘   2024-11-27 20:12   四川  


科研热点:激光雷达

激光雷达LiDAR的全称为Light Detection and Ranging激光探测和测距,又称光学雷达,是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。激光雷达的最初应用是一种国土防空型雷达,主要搭载在陆基对空雷达系统上。


激光雷达的工作原理:对人畜无害的红外光束Light Pluses发射、反射和接收来探测物体。

自动驾驶中的雷达

激光雷达被广泛用于无人自动驾驶和机器人领域,被誉为“眼睛”。


激光雷达通过激光器和探测器组成的收发阵列,结合光束扫描,可以对汽车/机器人所处环境进行实时感知,获取周围物体精确距离及轮廓信息,以实现避障功能;同时,结合预先采集的高精地图,汽车/机器人在环境中通过激光雷达的定位精度可达厘米量级,以实现自主导航。

想深入了解激光物理的科研知识? 

想亲手实践激光雷达技术的应用? 

想在物理前沿领域开展科学探究?

由科研专家亲自指导进行激光实验

欢迎来到线下实验室科研的世界!

1916 年,爱因斯坦提出了光的受激发射理论,自此人类开启了对激光的认知。激光自诞生便广泛应用于军事、医疗、通讯、工业、航空等领域,被认为是继核能、电脑、半导体之后人类最重要的发明之一。随着人工智能技术的发展,基于智能避障技术的扫地机器人、汽车自动驾驶等领域发展迅速,其中激光雷达是智能避障实现目标识别的核心技术。作为一种新兴崛起的感知硬件,激光雷达的原理是通过发射激光来测量周围事物的距离,利用扫描镜控制光束对目标进行扫描,并探测目标不同位置的返回光信号来获取探测目标表面的深度信息,从而实现三维成像的目的。发射的激光线束越多,感知的区域和细节就越多。激光雷达也被越来越多的头部汽车企业应用在自动驾驶的应用中。


该项目联合国家级光学工程研究中心激光三维成像领域的专家,通过认识激光、控制激光、测量激光来研究探讨激光雷达的基本原理、设计实现以及当前其在避障机器人方面应用存在的挑战,深度理解当前激光雷达的技术原理以及未来智能科技的发展。



——陈同学 上实剑桥浦东校区


让我印象最深的实验是搭建激光单点测距系统,这个实验让我第一次尝试去搭建一个完整的设备并且去进行实验和测量,我也从中学到了很多。除此之外我还学到了很多理论知识,比如超构镜,激光雷达的应用和原理等等,同时也提升了我自己动手做实验的能力,让我领略了真正的物理世界的奇妙。我觉得这是一次对我未来的专业非常有用的经历,在学习中也让我对科学更加感兴趣。



——汪同学 重庆德普外国语学校


在此次实验中,我不仅认识一些朋友,还收获了很多关于激光的专业知识,这是一次极其宝贵的经历,它不仅深化了我对光学和传感器技术的理解,还锻炼了我的实验设计与数据分析能力。在实验过程中,调试激光和示波器测量距离让我收获最大。这一过程中,我学会了如何精确控制激光的发射与接收,以及如何通过算法提升数据处理的效率和精度。这些技能的习得,不仅增强了我的工程实践能力,还激发了我对光学工程和物理专业的浓厚兴趣。对我选择目标留学专业而言,这次实验经历起到了关键的导向作用。它让我意识到,自己对探索光与物质相互作用、开发高精度传感器的技术要点。



——付同学  成都美视学校


激光单点测距的系统搭建让我印象深刻,我学会了如何用飞行测距法测量距离,也了解了激光单点测距的原理。还了解到了有哪些因素会影响回波功率的大小,比如光束直径大小,分散角,距离等。也了解到了激光雷达在生活中的应用,比如自动驾驶,航空,考古,农业等多方面。这次经历也让我坚定了学习物理,学习科学技术,为世界发展做出贡献。


国家级科研院所实验室

每天6小时以上,完成物理应用研究实践操作

科研专家亲自指导

特邀国家级光学工程研究中心激光三维成像领域的专家指导,系统学习激光雷达的基本原理,以及在自动驾驶中的设计实现

亲身体验前沿科研

进行激光、光电探测实验以及智能避障机器人测试实验

成果应用

科研成果应用于激光雷达的技术支持以及未来智能科技的发展

三证书助力背景提升

● XLAB项目结业证书

● UCAS官方推荐的“ASDAN Science Award”证书

● 科研院所实践证书

DAY 0

  • 入住酒店,做好课程前准备

DAY 1

  • 开幕式,了解光学,认识激光雷达

  • 认识激光及产生激光

DAY 2

  • 认识光学透镜;透镜的成像规律及焦距的测量方法

  • 认识平面光学元件;按照扩束倍数正确组装扩束镜;搭建激光扩束实验装置

DAY 3

  • 激光单点测距系统的搭建;测距模拟前端原理与电路连接;光电探测器实验;掌握APD使用方法

  • 光路系统搭建

DAY 4

  • 激光扫描测距系统搭建

  • 激光雷达实地扫描建模

DAY 5

  • 实验收尾、准备汇报内容

  • 分组进行汇报、科研导师点评、颁发证书

*该日程供参考,可能根据实际情况微调

点击边框调出视频工具条

往期课程VLOG

精彩实验照片

  XLAB项目结业证书

ASDAN SCIENCE SHORT COURSES CREDIT科学奖证书

更多科研课题尽请期待



立即报名

扫描二维码报名


项目详情咨询

- 请按学生在读学校所在区域添加微信 -

- 华北区域 -

郝老师

电话:13426307315

北京、山东、天津、河南、河北、山西、

内蒙古、黑龙江、吉林、辽宁



- 华东区域 -

潘老师

电话:18616679008

上海 

任老师

电话:13061891146

江苏

王老师

电话:16621704569

浙江


- 华南区域 -

覃老师

电话:13632952698

广东(除广州、东莞、中山、惠州外)、

中国港澳台地区、海外学校

吴老师

电话:18664388036

广东(广州、东莞、中山、惠州)、广西、

福建、海南


- 中西区域 -

毛老师

电话:15608176009

四川、重庆、云南、贵州、陕西

郭老师

电话:18683522180

湖北、湖南、江西、安徽、青海、宁夏、

新疆、西藏、甘肃




阿思丹ASEEDER
阿思丹(ASEEDER)成立于2011年9月,是领先的国际素质教育平台。阿思丹致力于与全球著名教育组织、权威学术机构、世界名校合作,将各类国际素质教育资源引入中国,帮助各合作伙伴学校完善素质教育体系,帮助同学发展受益终身的核心素养。
 最新文章