Lidar（Laser Radar）は、ターゲットの位置と速度を検出するためにレーザービームを放射するレーダーシステムです。その動作原理は、検出信号（レーザービーム）をターゲットに送信し、ターゲットから反射された受信信号（ターゲットエコー）を送信信号と比較することです。適切な処理を行うと、ターゲットに関する関連情報を取得できます。航空機、ミサイル、その他のターゲットを検出、追跡、識別するための、ターゲットの距離、方位角、高度、速度、姿勢、さらには形状やその他のパラメータなど。レーザー送信機、光受信機、ターンテーブル、情報処理システムで構成されています。レーザーは電気パルスを光パルスに変換して放出します。次に、光受信機は、ターゲットから反射された光パルスを電気パルスに復元し、それらをディスプレイに送信します。

LiDARは、レーザー、全地球測位システム、慣性航法システムの3つのテクノロジーを統合したシステムであり、データの取得と正確なDEMの生成に使用されます。これら3つの技術を組み合わせることで、物体に当たるレーザービームのスポットを高精度に特定できます。さらに、地上の数値標高モデルを取得するためのますます成熟する地形LiDARシステムと、水中DEMを取得するための成熟した水文LIDARシステムに分けられます。これら2つのシステムの共通の特徴は、検出と測定にレーザーを使用することです。これは、LiDARという単語の元の英語訳でもあります。つまり、Light Detection And Rangingであり、LiDARと略されます。

レーザー自体は非常に正確な測距能力を持っており、その測距精度は数センチメートルに達する可能性があります。 LIDARシステムの精度は、レーザー自体に加えて、レーザー、GPS、慣性測定装置（IMU）の同期などの内部要因にも依存します。 。商用GPSとIMUの開発により、LIDARを介してモバイルプラットフォーム（飛行機など）から高精度のデータを取得することが可能になり、広く使用されるようになりました。

LIDARシステムには、シングルビーム狭帯域レーザーと受信システムが含まれます。レーザーは光パルスを生成して放出し、物体に当たって反射し、最終的に受信機で受信されます。受信機は、発光から反射までの光パルスの伝播時間を正確に測定します。光パルスは光速で移動するため、受信機は常に次のパルスの前に反射パルスを受信します。光の速度がわかっているとすると、移動時間は距離の測定値に変換できます。レーザーの高さ、レーザーの走査角度、GPSから得られたレーザーの位置、INSから得られたレーザー放射の方向を組み合わせることで、各地上スポットの座標X、Y、Zを正確に計算できます。レーザービームの放射周波数は、1秒あたり数パルスから1秒あたり数万パルスの範囲です。たとえば、毎秒10,000パルスの周波数のシステムでは、受信機は1分間に600,000ポイントを記録します。一般的に、LIDARシステムのグラウンドスポット間隔は2〜4mの範囲です。 [3]

LIDARの動作原理は、レーダーの動作原理と非常によく似ています。レーザーを信号源として使用すると、レーザーによって放出されたパルスレーザーが地面の樹木、道路、橋、建物に当たり、散乱を引き起こし、光波の一部がライダーの受信に反射されます。デバイスでは、レーザー測距の原理に従って、レーザーレーダーからターゲットポイントまでの距離が取得されます。パルスレーザーは、ターゲットオブジェクトを継続的にスキャンして、ターゲットオブジェクト上のすべてのターゲットポイントのデータを取得します。このデータを用いた画像処理により、正確な3次元画像を得ることができます。

LIDARの最も基本的な動作原理は、無線レーダーと同じです。つまり、信号はレーダー送信システムによって送信され、ターゲットによって反射されて受信システムによって収集され、ターゲットの距離が決定されます。反射光の実行時間を測定することによって。ターゲットの視線速度は、反射光のドップラー周波数シフトで求めるか、2つ以上の距離を測定して変化率を計算して速度を求めることができます。これは、直接検出レーダーの基本原理であり、また基本原理でもあります。動作原理

Lidarの利点

通常のマイクロ波レーダーと比較すると、レーザービームを使用しているため、ライダーの動作周波数はマイクロ波よりもはるかに高いため、主に次のような多くの利点があります。