激光雷达，英文全称为Light Detection And Ranging，简称LiDAR，即光探测与测量，激光雷达最大的优势就是精准和快速、高效作业。它是一种用于精确获得三维位置信息的传感器，其在机器中的作用相当于人类的眼睛，能够确定物体的位置、大小、外部形貌甚至材质。

激光雷达最初起源于军事需要，作为目标探测和跟踪系统，被认为是更难被敌军干扰和探测到的装置，凭借激光雷达实现高清晰度的成像，收集足够的细节来识别目标，如坦克、飞机或步行中的人，这也促使机载激光雷达比地面激光雷达更具优势，应用场景更为丰富。

早在20世纪70年代，由美国航天局研发，LiDAR测绘技术空载激光扫描技术开始了发展，并且速度飞快，约在1995年开始商业化。除了军事领域的应用，激光雷达也迅速向民用市场扩展。

激光雷达原理

激光雷达使用的技术是飞行时间（TOF，Time of Flight），通过测量激光信号的时间差、相位差确定距离，通过水平旋转扫描或相控扫描测角度，并根据这两个数据建立二维的极坐标系；再通过获取不同俯仰角度的信号获得第三维的高度信息。

激光雷达运作时，只需进行非接触扫描就可以在短时间内获取物体和环境空间点的三维数据和信息，由于收集的数据是以点的形式组成，所以这些数据被称作点云数据，其最大的特点是可以后期处理，依靠获取的数据便能够建立完整的三维立体模型。

激光雷达获取的数据可以进行障碍物识别、动态物体检测及定位，如果精度太差则无法达到以上目的；但是，精度太高也有问题，高精度对激光雷达的硬件提出很大的要求，计算量会非常大，成本也会非常高。所以精度应该以需求为重，适合最好。

激光雷达是通过发射激光束来探测目标位置、速度等特征量的雷达系统，具有测量精度高、方向性好等优点，具体包括：具有极高的分辨率；抗干扰能力强；获取的信息量丰富；可全天时工作。

激光雷达分类

激光雷达原理图

激光雷达与车辆外廓尺寸检测

与自动驾驶三维激光测距雷达相比，二维激光雷达只在平面上扫描，结构简单、测距速度快、系统稳定可靠。二维激光雷达扫描器可在户外使用，并专为移动、低功耗应用而设计。它只用了竞争对手近四分之一的成本，这将给这类传感器带来全新的应用。在激光雷达成熟的应用领域中，车辆外廓尺寸检测系统，交通情况调查系统等都是应用二维激光雷达实现的。

车辆超限超载运输被称为“公路第一杀手”，不仅让公路设施不堪重负，过早破损，更重要的是，车辆超限超载成为道路交通安全事故的重大诱因，严重威胁百姓生命财产安全。为此，2016年交通运输部出台了第62号令等法律法规对超载超限违法行为进行全面整治。

其中车辆外廓尺寸超限检测一直是公安交管部门的“头疼事”，目前机动车外廓尺寸检测采用传统人工测量方法效率较低，人工成本高，而且受被测车辆的复杂结构和测量工具的影响，测量精度具有较大误差。通过激光雷达实现外廓尺寸检测方案便可以很好地解决以上问题。

在车辆外廓尺寸检测系统中如何高精度地处理采集的数据是关键的一环。激光雷达会采集丰富的点云数据，信息量庞大，目前常用的数据存储格式不统一，存储数据时存在种种不足，数据精度很难保证，如何让硬件、软件和终端用户实现数据格式的统一，是整个激光雷达市场接下来必将面临的难题。

杜格科技在激光雷达行业深耕将近十年，从2014年起组建自己的研发团队，拥有自己的核心算法，历经4年不断改良设计，具有800多个案例的实践。至今，杜格研发团队仍在不断优化车辆外廓尺寸系统的核心算法，不断提高系统检测的精度，目前低速外廓尺寸检测系统误差低于0.8%，高速外廓尺寸检测系统误差低于1%。

低速车辆外廓尺寸检测系统在虎门大桥入口治超项目的应用

高速车辆外廓尺寸检测系统在珠海治超非现场执法项目的应用

激光雷达在虎门大桥中的应用

虎门大桥工程位于广东省珠江三角洲中部，是广州-深圳-珠海高速公路跨越珠江的一座特大型公路桥梁。虎门大桥日均车流量超过了20万辆次，如此大的车流量，如果车辆超载超限行驶，势必对大桥产生严重的影响。在虎门大桥的高速公路入口劝返治超使用了杜格科技研发的低速车辆外廓尺寸检测系统。行驶车辆通过大桥治超站，检测系统3秒内即可精准检测出车辆的长宽高，检测数据实时上传，极大地方便了信息共享与查询。通过对车辆轮廓尺寸的检测进行治超，有力地提高了治超检测的效率，提高了执法的公正性，降低执法人员的工作量，为大桥的正常运行提供了保障。

另外，在珠海治超非现场执法现场安装了一套不停车车辆外廓尺寸检测系统，据杜格科技专家介绍，该系统可以正常检测120公里时速以下车辆外廓尺寸数据，误差低于1%，车辆以正常行驶速度通过检测区域，0.2秒内即可检测出车辆外廓尺寸数据，系统结构设计紧凑、安装方便，环境适应力强，也使得监测网点的规划、布局更加灵活，有效地避免超载车辆绕行规避执法检测。

激光雷达与交通流量调查

公路交通量数据是公路规划、建设、管理和养护工作的基础。公路交通情况调查统计工作的目的和任务是通过对国道、省道、县道、乡道及专用公路的交通状况进行定期或不定期调查，掌握各级公路的交通流量、构成、分布和车辆运行速度等交通流特性，并进行统计、分析和预测，为各级公路规划、设计、建设、管理、养护和科研部门及社会公众提供公路交通信息。

公路交通情况调查工作发展状况已成为体现国家或地区公路管理水平和信息化水平的重要标志。交通量是合理确定路网建设规模和布局，有效调整路网结构的重要依据。交通量是加大路网运行监管力度，提升公路交通应对突发事件能力的重要支撑。

传统的交通调查系统，多为地感线圈式、压电式、雷达微波式，布设方式要求高、只能进行交通调查这一单一功能，无法确认和审核交通调查数据。通过激光雷达与视频实现的可视化交通调查系统，可实现机动车车型识别、流量统计、车速统计，跟车百分比统计等功能，在交通调查的同时，可以联动视频图像，确认、审核，并兼顾视频监控的功能。比如杜格科技自主研发的激光交调系统，数据采集精度高达98%，检测范围广，安装维护方便，故障率低，成为交通管理部门的得力“助手”。