测距能力
一、前言
激光雷达的测距能力决定了其能够探测目标的距离范围,既包括对远距离目标的探测能力,也包括对近距离目标的探测能力。在自动驾驶场景中,较远的探测距离有助于车辆提前发现前方障碍物,为决策与响应预留时间;较近的探测距离则有助于探测车辆周围近距离的行人、障碍物等目标,减少近场探测盲区。
然而,激光雷达的测距结果会受到目标反射特性、环境光照及测试条件等因素影响。因此,测距能力应在规定的目标特性、光照条件和探测概率等条件下进行测试,以表征其测远和测近范围,并判断测试结果是否满足相应的产品指标或规范要求。
二、什么是测距能力?
测距能力(Range Capability)是指激光雷达在规定的光照强度、探测概率等条件下,对规定的激光正入射物体进行探测的距离范围。
测距能力通过测远能力和测近能力进行表征:
- 测远能力: 激光雷达在规定测试条件下能够探测目标的最远距离。
- 测近能力: 激光雷达在规定测试条件下能够探测目标的最近距离。
激光雷达的实际测距范围还受到系统测距量程的限制。当系统测距量程上限小于最远探测距离时,实际可测量的最远距离由系统量程决定。
图1展示了激光雷达探测距离与系统测距量程之间的关系。0.3 m 为最近探测距离,250 m 为最远探测距离,200 m 为 TOF 测距量程上限。因此,该示例中的实际有效测距范围为 0.3~200 m。
三、影响因素
激光雷达的测距能力取决于目标回波信号的强弱、信号传播过程中的能量损失,以及系统对回波信号的接收和检测能力。这些因素共同影响雷达在规定条件下能够探测目标的距离范围。
1. 目标回波特性
目标的反射特性、尺寸及表面朝向会影响回波信号的强度和分布。通常,在其他条件相同时,目标回波越强,越容易被探测。
2. 回波传播与接收条件
雨、雾、霾等天气会造成激光能量衰减或散射;强背景光和其他激光雷达的发射信号也可能干扰回波接收与检测,从而影响探测能力。影响程度取决于环境条件和系统设计。
3. 系统探测与测距能力
发射能量、接收光学系统、探测器灵敏度和信号处理算法等因素,共同影响系统对目标回波的检测能力。其中,检测阈值会影响探测距离与虚警、漏检之间的权衡;系统测距量程则限制实际可测距离。
四、如何测试激光雷达的测距能力?
以下依据 GB/T 45500-2025 相关规定,详细说明车载激光雷达测距能力的测试条件、操作步骤与结果判定方法。
测试条件
测远能力:
测近能力:
试验布置:
设备推荐:
研鼎自主研发的车载激光雷达自动化测试系统,匹配国标 GB/T 45500-2025 规定的测试方法,可全自动完成测距、角度分辨率等多项指标测试项,实现从设备控制、数据采集到报告输出的一站式标准化验证。该系统包含车载激光雷达测距能力测试所需核心设备:
操作步骤:
测远能力:
(a)按图2要求搭建测试环境,在高精度转台上安装激光雷达,距其水平测试距离(见表2)处放置10%反射率的漫反射板(尺寸见表2)。
(b)绕测距中心旋转激光雷达,在任一视场区域内正对漫反射板中心,记录不少于100帧点云,并计算该时段内漫反射板上的探测概率POD(有效点/理论点数,有效点数>200)。
(c)激光雷达与漫反射板距离每次增加/缩小1m,重复上述操作和计算,直至得到满足探测概率大于50%的最大距离,再依次测量激光雷达其他视场区域满足探测概率大于50%的最大距离。
测近能力:
(a)按图2要求搭建测试环境,在高精度转台上安装激光雷达,距其水平测试距离(见表3)处放置10%反射率的漫反射板(尺寸见表3)。
(b)绕测距中心旋转激光雷达,在任一视场区域内正对漫反射板的中心,记录不少于100帧点云,计算漫反射板中心±5个分辨率(标称)区域内的探测概率POD(有效点/理论点数,有效点数>200)。
(c)激光雷达与漫反射板距离每次增加/缩小0.1m,重复上述操作和计算,直至得到满足探测概率大于50%的最小距离,再依次测量激光雷达其他视场区域满足探测概率大于50%的最小距离。
结果判定:
激光雷达的最远探测距离不应小于标称值,最近探测距离不应大于标称值,则满足标准要求。









