雷达成像技术_激光雷达与3D成像技术
基于激光雷达的技术实现路径，阐述其扫描机制。探讨主要探测手段，并对其性能进行评价。本专题共设置四章内容：第一章至TOF探测技术；第二章至激光雷达扫瞄模式；第三章至LiDAR应用实例；第四章至三维成像系统设计。请严格遵守原创要求，在转载时注明出处。
利用APD探测器，并通过单一镜头完成二维扫描过程；该系统具备30帧每秒的成像频率，并呈现出分辨率为十六乘以一百零一像素的特点。其扫描范围大致呈长方形区域，并且具有适度弧度；这些反射面片围绕着转子均匀分布，在运行过程中持续不断地发射出连续不断的激光信号；每个反射面上都有总计一百零一处独立且连续的有效发射点；这些独立发射点按照一定规律排列组合在一起形成完整的 thirty-two by one hundred and one 的扫描矩阵。
线扫描技术：
基于多光栅探测器的多线束激光雷达系统：其光栅探测器数量可选配为4个、8个、16个、32个或64个不等间距分布的光栅探测器组合。
该系统在2.5D空间中可观察的角度范围不大于10度；而在3D空间中则可提供从30至40度之间的立体成像效果。
由多条.scan线构成的平面被称为.scan面。
所有的.scan点称为.scan层。
例如，在本例中使用了四条线构建scan面。
其覆盖的角度范围为1.6度至-1.6度。
：举例2：
在图像空间中进行采样时采用等角间距的方式。
通常通过极坐标与笛卡尔坐标之间的转换来实现。
这样可以得到非均匀分布的scan点。
由美国VELODYNE公司开发的HDL-64E激光雷达系统广泛应用于汽车自动驾驶、船舶障碍物探测以及路径导航等领域。该系统采用一级人眼安全激光技术（ANS），其工作波长为905纳米（98nm），能够实现水平扫描覆盖范围达360度的同时保持垂直扫描角度为26.8度的精准度。
该系统具备动态刷新频率控制在每秒5至15帧之间的能力，并且测距精度优于2厘米；最大探测距离可达50米至120米。
基于传统微波相控阵的技术基础，在此方案中通过分束器将单束光线分割成多路独立信号流，并通过电热控制手段分别赋予各路信号附加相应的相位信息。
这种处理方式使得原始光束发生偏转并指向与其等相位面垂直的方向上。
传统光学相控阵的主要实现方式主要基于液晶(LC)和锆钛酸铅镧陶瓷(PLZT)材料。其中，PLZT陶瓷片所需的调制电压较高，在10V以上；然而其扫描角度范围相对有限；该过程源于液晶分子在电场作用下发生的空间重新排列；但这一过程往往表现为时间上的延迟。
光波导光学系统阵列：
根据移相器类型主要可分为电光控制型和热光控制型等多种类型。
基于光电效应原理工作的电光移相器采用外加电压的方式调节介质折射率以实现信号调制。
光波导结构由核心介质层及其两侧的辅助介质层构成其中核心介质材料具有较高的折射率特性并配合触控电极使用以实现信号的相位调制。
相较于传统光学扫描技术MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems）显微镜具有尺寸小成本低响应速度快且能耗效率高的显著优势。
该技术已在条形扫描技术光纤通信激光投影显示以及内窥镜等领域的实际应用中取得了良好的效果。
非扫描方式：
- 基于焦平面阵列技术实现了较高的图像采集速率；
- 简化了传统复杂的机械扫描装置，在保证相同图像采集速率的前提下缩短了曝光时间并提升了检测灵敏度；
- 支持更大的工作距离范围（例如将最大工作距离提升至10公里），在军事领域可满足常规战术需求。
非扫描式盖革模式的APD激光雷达系统采用模块化设计便于大规模部署；其检测性能卓越且具有显著的实时成像能力，在无需传统扫瞄机构的情况下可实现无扫瞄运行；该系统具备扩展的工作距离（可达数十公里），不仅适用于军事领域还可在民用领域发挥重要作用，并特别适合高速移动物体及大范围场景的信息采集需求。