了解激光雷达原理必看的内容

本次激光雷达工作原理的讲解主要是针对三角测距激光雷达，此篇文章的源起也是因为本人最近购买了思岚科技的rplidar A3激光雷达，使用之后感觉还是很不错的。rplidar A3是一种三角测距激光雷达，三角测距激光雷达和TOF激光雷达的原理是有区别的，TOF激光雷达是根据测量光的飞行时间来计算距离的。而三角测距激光雷达是通过摄像头的光斑成像位置来解三角形的。

为了方便讲解三角测距激光雷达的原理，本人在纸上画了个草图，如下图所示

01是激光发射器，射出去的激光由红色虚线表示，Ａ，Ｂ，Ｃ是三个反射点。02是摄像头光心轴，绿色三角形代表用来捕捉反射光斑的相机模型。这张图画的是经典小孔模型。Ａ，Ｂ，Ｃ的成像点分别是Ａ‘，Ｂ’，Ｃ‘.由于激光发射器和相机安装的相对位置是已知的，也就是说相机的光心轴和激光（线）的角度已知（本图画的是90度），线段01，02长度已知，角01，02A也已知（通过成像点在像平面的位置可以知道），于是问题变成了一个“角边角问题”，上过初中数学的应该都知道，已知“角边角”，三角形有唯一解，于是01A的长度是可以算出来的。同理，B，C两点距离01的距离也是可解的。

当然，如果这样安装，相机成像只有一半的，这时候可以调整相机安装方式，这样大部分区域都可以成像了。

这些相机模型都还是小孔模型，那有没有更好的方法利用相机的sensor来采样呢？

是不是有人会想到如何将整个量程均匀分布在相机sensor上呢？这时候就可以换透镜，那就有了下面这张图，圆形区域代表透镜，（下图中画的是常见的圆形表示，但实际上这个透镜应该有点凹，效果才会理想）。由于这种rplidar是二维的，所以成像sensor做成长条状就够了。

激光三角测距雷达已讲解完毕，看完大家是不是觉得激光雷达原理（激光三角测距雷达）其实也没有想象中难呢！