激光雷達是一種測量方法，它通過(guò)用脈沖激光照射目標并用傳感器測量反射脈沖的返回時(shí)間來(lái)測量目標的距離。激光返回時(shí)間和波長(cháng)的差異可用于創(chuàng )建目標的數字三維表示激光雷達，現在通常稱(chēng)為光探測，初始是光和雷達的混合體。激光雷達有時(shí)也稱(chēng)為 3D 激光掃描，它是 3D 掃描和激光掃描的特殊組合。它在陸地、空中和移動(dòng)設備上都有應用。
激光雷達通常用于制作高分辨率地圖，應用于大地測量學(xué)、地理信息學(xué)、考古學(xué)、地理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、地貌學(xué)、地震學(xué)、林業(yè)、大氣物理學(xué)、激光制導、機載激光條測繪和激光高度測量。 該技術(shù)用于一些自動(dòng)駕駛汽車(chē)的控制和導航。
激光雷達使用紫外光、可見(jiàn)光或近紅外光對物體成像。它可以對多種材料進(jìn)行成像，包括非金屬物體、巖石、雨、化合物、氣溶膠、云，甚至單個(gè)分子。窄激光束可以以非常高的分辨率繪制物體的物理特征； 例如，攜帶激光雷達的飛機可以繪制分辨率為 30 厘米（12 英寸）或更高的地形。
激光雷達的基本概念是在 1930 年提出的，他設想使用強大的探照燈來(lái)探測大氣。事實(shí)上，激光雷達已經(jīng)廣泛應用于大氣研究和氣象學(xué)。 激光雷達儀器可以安裝在飛機和衛星上進(jìn)行高空測繪——較近的例子是美國地質(zhì)調查局的先進(jìn)機載激光雷達測試研究。美國國家航空航天局確定，激光雷達是未來(lái)機器人和載人登月車(chē)實(shí)現自主、平安著(zhù)陸的關(guān)鍵技術(shù)。
波長(cháng)因目標而異：從大約 10 微米到大約 250 納米的紫外線(xiàn)。 通常，光是通過(guò)反向散射反射的，而不是來(lái)自鏡子的純反射。不同類(lèi)型的散射用于不同的激光雷達應用：較為常見(jiàn)的是瑞利散射、米氏散射、拉曼散射和熒光反應。通過(guò)識別返回信號強度中與波長(cháng)相關(guān)的變化，可以使用適當的波長(cháng)組合來(lái)遠程繪制大氣成分圖。
激光雷達使用提供照明源的有源傳感器。能量源撞擊物體，反射的能量被傳感器檢測和測量。通過(guò)記錄傳輸脈沖和反向散射脈沖之間的延遲，并通過(guò)使用光速來(lái)計算行進(jìn)的距離來(lái)確定到物體的距離。光學(xué)掃描激光雷達可以進(jìn)行 3D 成像，因為相機可以發(fā)出更大的掃描光束，并利用返回的能量來(lái)測量特定區域的空間關(guān)系和大小。這是更準確的成像，因為捕獲的幀不需要拼接在一起，并且系統對平臺移動(dòng)不敏感，因此失真更少。
可以使用掃描和非掃描系統來(lái)實(shí)現三維成像。“三維門(mén)控觀(guān)測激光雷達”是一種使用脈沖激光器和快速門(mén)控相機的非掃描激光測距系統。目前，已經(jīng)有利用數字光處理技術(shù)進(jìn)行虛擬光束控制的研究。
