本次激光雷達工作原理的講解主要是針對三角測距激光雷達，為本人最近購買了一個rplidar A3的激光測距雷達，使用之后感覺還是很不錯的。這種三角測距激光雷達和TOF激光雷達的原理是有區別的，TOF激光雷達是根據測量光的飛行時間來計算距離的。而三角測距激光雷達是通過攝像頭的光斑成像位置來解三角形的。
為了方便講解三角測距激光雷達的原理，本人在紙上畫了個草圖，如下圖所示
01是激光發射器，射出去的激光由紅色虛線表示，Ａ，Ｂ，Ｃ是三個反射點。02是攝像頭光心軸，綠色三角形代表用來捕捉反射光斑的相機模型。這張圖畫的是經典小孔模型。Ａ，Ｂ，Ｃ的成像點分別是Ａ‘，Ｂ’，Ｃ‘. 由於激光發射器和相機安裝的相對位置是已知的，也就是說相機的光心軸和激光（線）的角度已知（本圖畫的是90度），線段01，02長度已知，角01，02A也已知（通過成像點在像平面的位置可以知道），於是問題變成了一個“角邊角問題”，上過初中數學的應該都知道，已知“角邊角”，三角形有唯一解，於是01A的長度是可以算出來的。同理，B，C兩點距離01的距離也是可解的。
當然，如果這樣安裝，相機成像只有一半的，這時候可以調整相機安裝方式，這樣大部分區域都可以成像了。
這些相機模型都還是小孔模型，那有沒有更好的方法利用相機的sensor來采樣呢？
是不是有人會想到如何將整個量程均勻分布在相機sensor上呢？這時候就可以換透鏡，那就有了下面這張圖，圓形區域代表透鏡，（下圖中畫的是常見的圓形表示，但實際上這個透鏡應該有點凹，效果才會理想）。由於這種rplidar是二維的，所以成像sensor做成長條狀就夠了。
激光三角測距雷達已講解完畢，看完大家是不是覺得激光雷達原理（激光三角測距雷達）其實也沒有想象中難呢！