激光雷达历史
发布时间：
2022-10-24
1916年，爱因斯坦提出了光的受激发射理论，人类对激光开始有了认知。激光并不像红外线、紫外线之类的是某一波段的光的总称，而是有着精确的单一颜色和单一波长的光，相比由多种颜色、波长混合的自然光，激光有着亮度高、能量大、方向性好的特点。
1960年，人类研制出了第一台激光发生器，揭开了利用激光的序幕，之后广泛应用在军事、医疗、通讯、工业、航空等各个领域，被认为是继核能、电脑、半导体之后人类最重要的发明之一。1969年7月美国第一次登月，在月球表面安装了一个类似镜子的后向反射器装置，在地球上向该装置发射激光，人类测得了精确的地月距离。很快，激光开始应用在测绘、文物保护、3D建模等领域。
20世纪70年代末，美国国家航空航天局（NASA）成功研制出一种具有扫描和高速数据记录能力的机载海洋激光雷达。用在大西洋和切萨皮克湾进行了水深的测定，并且绘制出水深小于10 m 的海底地貌。此后，机载激光雷达系统蕴含的巨大应用潜力开始受到关注，并很快被应用到陆地地形勘测研究当中。
20世纪90年代后期，全球定位系统及惯性导航系统的发展使得激光扫描过程中的精确即时定位定姿成为可能。1990年德国Stuttgart 大学Ackermann 教授领衔研制的世界上第一个激光断面测量系统，这一系统成功将激光扫描技术与即时定位定姿系统结合，形成机载激光扫描仪。
1993年，德国出现首个商用机载激光雷达系统TopScan ALTM 1020。1995年，机载激光雷达设备实现商业化生产。此后，机载激光雷达技术成为了森林资源调查的重要补充手段。广泛应用于快速获取大范围森林结构信息，如树木定位、树高计算、树冠体积估测等，同时还为森林生态研究、森林经营管理提供垂直结构分层、碳储量、枯枝落叶易燃物数量等参数估算信息。随着激光雷达技术的进步与发展，星载激光雷达的研制和应用在20世纪90年代逐步成熟。
2003年，NASA根据早先提出的采用星载激光雷达测量两极地区冰面变化的计划，正式将地学激光测高仪列入地球观测系统中，并将其搭载在冰体、云量和陆地高度监测卫星上发射升空运行。
LIDAR 技术发展至今，已经用在各个领域；主要应用包括：立体制图、采矿、林业、考古学、地质学、地震学、地形测量和回廊制图等等。还有近些年各大科技公司研究的无人驾驶汽车，使用的就是 LIDAR 技术。
2020年，苹果首次将 LiDAR 应用在手机上，iPhone 可以在人像对焦中使用 LiDAR ，还可以模仿专业相机的景深效果。同时，激光雷达还能对拍摄中对焦的部分进行优化，为对焦提供更高的精度，甚至在完全黑暗的环境下也可完成对焦。另外，激光雷达可带来的更高精度的3D建模能力，对于强化AR应用起到了关键性的提升。
近年来 LiDAR 应用场景越来越多，吸引了众多研究人员投入其中。据中信证券预估，2024 年全球激光雷达市场规模有望达 60 亿美元。这项技术会像智能手机等设备一样慢慢地融入我们的生活!
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