激光雷达测距特性与精度分析：信噪比影响研究

"本文主要探讨了激光雷达的测距特性及其测距精度的研究，通过实验分析了信噪比（SNR）对激光雷达测距性能的影响。在阈噪比（TNR）保持不变的情况下，发现当SNR远高于TNR时，测距数据符合正态分布，而随着SNR降低，分布逐渐偏离正态并呈现上升沿陡峭、下降沿平缓的形态。在SNR接近TNR时，虽然分布趋势回归正态，但漏测率会显著增加。文章提出使用置信概率68.2%对应的置信区间的一半作为测距精度的评估标准，以更准确地反映激光雷达测距数据的集中程度，该方法具有广泛的适用性。" 激光雷达，全称为光探测和测距雷达，是利用激光技术进行远程距离测量的设备。其工作原理基于激光的发射和接收，通过测量激光往返目标的时间差来计算目标的距离。在本研究中，作者关注的是激光雷达的测距精度，这是一个关键性能指标，直接影响到激光雷达的应用效果，如自动驾驶、环境感知等领域。 信噪比（SNR）是衡量信号质量的重要参数，它定义为信号功率与噪声功率的比例。实验结果显示，高SNR能够提供更精确的测距数据，因为此时信号较强，噪声影响较小，数据离散分布更接近正态分布。然而，随着SNR降低，噪声开始对测量结果产生显著影响，导致数据分布的不均匀，测距的可靠性下降。 阈噪比（TNR）是另一个关键参数，它代表系统可以识别的最小信号相对于噪声的水平。当SNR接近TNR时，由于信号与噪声的界限模糊，可能导致目标的漏检，即激光雷达无法准确探测到某些距离的目标，从而影响测距的准确性。 为了量化这种精度，研究中引入了置信概率68.2%，这是正态分布中单个标准差内的数据所占比例，用于确定测距数据的置信区间。通过这个方法，可以更精确地评估激光雷达在不同条件下的测距密集度，从而更好地理解其实际性能。这种方法对于理解和优化激光雷达的设计以及在各种环境条件下的表现具有重要的实践意义。 这项研究强调了SNR在激光雷达测距性能中的核心作用，并提供了新的测距精度评估方法，这对于提升激光雷达的性能和可靠性具有重要的理论和实际价值。