在激光發(fā)明后不久，Hughes Aircraft公司在1961年推出了第一個用于衛(wèi)星跟蹤的激光雷達(dá)系統(tǒng)。

近年來，自動駕駛汽車的發(fā)展促進(jìn)了激光雷達(dá)的發(fā)展，產(chǎn)生了比以往任何時候都更小、更強大、更實惠的激光雷達(dá)解決方案。除了自動駕駛汽車，激光雷達(dá)技術(shù)還被廣泛應(yīng)用于從氣象學(xué)到考古學(xué)等各種領(lǐng)域。

NASA用激光雷達(dá)測量雪深

激光雷達(dá)的首次廣泛應(yīng)用是在氣象學(xué)領(lǐng)域。美國國家大氣研究中心使用激光雷達(dá)來監(jiān)測云層和測量污染，NASA仍在使用激光雷達(dá)進(jìn)行氣象觀測，從太空追蹤全球氣候。

一個歷史性的挑戰(zhàn)是從太空測量雪的深度，傳統(tǒng)的攝像系統(tǒng)不能提供關(guān)于圖像深度的信息。為了解決這個問題，NASA的科學(xué)家們轉(zhuǎn)向了激光雷達(dá)。2022年4月20日，一支科學(xué)家團隊宣布了一種使用ICESat-2激光雷達(dá)直接測量雪深度的方法。

當(dāng)光子進(jìn)入雪中，它會四處反彈并被散射，直到最后被ICESat-2再次收集。研究人員建立了這種行為模型，開發(fā)了一個獨特的方程，可以找到光子在雪中傳播的平均距離，雪的深度就是平均距離的一半。

NASA科學(xué)家聲稱，利用這項新技術(shù)，ICESat-2提供了更先進(jìn)的監(jiān)測方案和有關(guān)氣候變化對冰蓋影響的數(shù)據(jù)。

激光雷達(dá)揭示古代定居點

5月下旬，德國考古研究所的一組研究人員宣布，他們使用激光雷達(dá)技術(shù)在亞馬遜河有了一個意想不到的考古發(fā)現(xiàn)。

為了在亞馬遜發(fā)現(xiàn)古代文明的遺跡，研究團隊將激光雷達(dá)帶到天空。該團隊在一架直升機上安裝了激光雷達(dá)傳感器，隨后飛越了雨林和綿延的草原。直升機的激光雷達(dá)發(fā)出的激光脈沖能夠穿透茂密的雨林，并為研究小組提供了一份詳細(xì)的3D地圖，顯示樹木下的森林曾經(jīng)存在了什么。

在《自然》雜志上發(fā)表的一篇論文中，該團隊描述了他們前所未有的發(fā)現(xiàn)：一個存在于前哥倫布時代的低密度、相互連接的城市定居點。在激光雷達(dá)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)的26個定居點中，有11個是以前沒被發(fā)現(xiàn)的。這些發(fā)現(xiàn)促使研究人員重新評估他們對古代文明的理解，因為這種低密度的城市擴張此前在亞馬遜或南美洲其他任何地方都不為人知。

接下來，研究小組相信，在激光雷達(dá)的引導(dǎo)下進(jìn)行挖掘可以發(fā)現(xiàn)更多的考古遺址，尤其是在熱帶雨林等難以穿越的地形上。

新的激光雷達(dá)測速方法

激光雷達(dá)最受歡迎的應(yīng)用之一仍然是自動駕駛汽車。Baraja是一家激光雷達(dá)解決方案公司，在今年5月10日展示了一種名為光譜掃描激光雷達(dá)的新技術(shù)。光譜掃描激光雷達(dá)被認(rèn)為是業(yè)界第一款能夠測量移動物體速度的逐點多普勒激光雷達(dá)。

傳統(tǒng)的激光雷達(dá)在幀到幀的基礎(chǔ)上估計速度，而Baraja使用的是隨機調(diào)制連續(xù)波(RMCW)，這樣系統(tǒng)可以從波的相位/頻率調(diào)制信號中獲取信息，以確定其速度。這種技術(shù)也被稱為零差探測，實現(xiàn)物體距離和速度的同時測量。

Baraja公司稱，激光雷達(dá)可以為3D地圖添加更多的背景信息，為自動駕駛汽車提供更安全、更全面的駕駛體驗。

激光雷達(dá)進(jìn)入商業(yè)領(lǐng)域

雖然激光雷達(dá)首次亮相于飛機公司和美國宇航局，但現(xiàn)在它已經(jīng)非常常見，甚至出現(xiàn)在iphone上用于增強現(xiàn)實。事實上，根據(jù)聯(lián)合市場研究公司(Allied Market Research)的數(shù)據(jù)，2019年全球激光雷達(dá)市場價值為7.02億美元，到2027年將躍升至29億美元。

審核編輯 ：李倩