机械式激光雷达（LiDAR）是一种基于光的测量技术，用于测量物体与传感器之间的距离、角度和速度。它通过发射激光束并接收反射回来的激光束来获取这些信息。以下是机械式激光雷达的工作原理：
1. 发射激光束：激光雷达系统首先发射一束激光束，通常以扇形或锥形的形式发射。这束激光束会沿着一个特定的方向传播，直到遇到目标物体。
2. 反射激光束：当激光束遇到目标物体时，它会在物体上反射回来。这个反射的激光束与原始激光束具有相同的波长，因此它们的频率相同。
3. 接收反射激光束：激光雷达系统使用一个或多个接收器来接收反射回来的激光束。这些接收器通常是一组透镜，它们将激光束聚焦到一个点上。
4. 计算距离：接收器接收到的反射激光束与原始激光束之间的时间差可以用来计算距离。这个时间差取决于光速和距离的关系，可以用以下公式表示：
d = v * t / 2
其中，d 是距离，v 是光速（大约为 300,000 km/s），t 是时间差。
5. 计算角度：为了确定目标物体相对于传感器的位置，激光雷达系统需要知道激光束的传播方向。这可以通过测量激光束的飞行时间来实现。如果知道了激光束的速度，就可以计算出激光束的飞行时间，从而得到目标物体的角度。
6. 计算速度：为了确定目标物体相对于传感器的速度，激光雷达系统需要知道激光束的飞行时间以及激光束的传播方向。这可以通过测量激光束的飞行时间和飞行方向来实现。然后，可以使用以下公式来计算速度：
v = d / t
7. 数据处理：最后，激光雷达系统将收集到的数据进行处理，以获得目标物体的距离、角度和速度等信息。这些信息可以用于导航、地图创建、自动驾驶等领域。
总之，机械式激光雷达通过发射激光束并接收反射回来的激光束来测量目标物体的距离、角度和速度。这个过程涉及到时间差、光速、飞行时间、飞行方向和速度等多个参数的计算。
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