激光雷达测量误差的成因分析

激光雷达在测量距离的过程中容易受到很多因素的影响导致测量出现误差，从而使得测量精度受到影响，激光雷达的反射强度主要受到环境天气状况的影响、环境中存在全反射物质造成的影响、以及不同物体表面对激光的反射率不同而对测量距离造成的影响。同时，测量精度也受到混合像素现象以及检测车辆的运动造成的影响。

环境天气状况对激光雷达的影响

因为阳光的光线中含有和激光雷达发射的激光相同频率的部分，当阳光的光线照入激光雷达内部的接收器时会对测量精度造成影响。激光雷达可以在环境比较差的情况下照样正常工作，但是在雨雪环境下和烟度、湿度都比较大的环境下激光雷达的测距噪声会增大。不过这种噪声通常属于白噪声，这些噪声的影响可以通过合适的滤波算进行噪声的处理。

环境中存在全反射物质对激光雷达的影响

激光雷达扫描的环境中如果存在玻璃或者其他能够产生全反射的物质，那么会对激光测距产生极大的影响。因为激光雷达主要是通过接收物体的反射光线来计算雷达与物体间的距离，但是当遇到全反射的物质时，反射光线几乎不能被反射回雷达接收器，这样的情况下检测的距离是无穷大的，也就是说激光雷达检测不到前方的玻璃等全反射物质。

不同物体表面激光反射率不同对测距的影响

不同材质的物体表面对激光的反射率是不同的，这样就会造成在同样的距离上由于同一物体表面材质的不同而导致反射率的不同，导致同一物体某些反射率好的部分可以被检测到，某些反射率差的部分不能被检测到。或者是不同物体反射率不同而导致的导致有些物体能够被检测到，有些物体不能被检测到。

混合像素现象对测距的影响

由于LMS雷达发射接收的是锥形光束，当锥形光束落在两块反射率相差很大的区域时或者落在距离相差很远的两个物体上的时候计算距离是把整个光束内所有光点的平均飞行时间作为整个光束的飞行时间，也就是测得的距离实际上是整个光束内所有目标点的平均距离，在这样的情况下测出的距离并非真实的距离，因此而造成误差，这种情况称为混合像素现象。

车辆运动造成的误差

由激光雷达的工作原理可知，在激光雷达一个扫描周期内对视角范围内的点依次进行测量的，从激光发射第一个点到最后一个点被反射回来有时间差。在的时间内被检测车辆会发生位移，因此激光雷达在一个扫描周期内对被检测车辆的距离信息不是在同一个位置测得的。在实际测量的过程中第一个点之后的每一个反射点都会因为车辆移动而产生误差，但是最后一个反射点的误差是最大的，因为最后一个反射点与第一个扫描点的时间间隔是最长的。一般情况下可以通过缩短每一个周期的扫描时间来降低这种误差，但是雷达一个周期的时间通常由雷达参数决定，当设定好扫描的频率后雷达每一个周期的扫描时间也随之固定。

审核编辑：黄飞