激光雷达检测-激光检测机构-第三方检测公司

激光雷达检测

描述：

激光对人眼的危害

激光对人体危害是通过光热效应，声效应，光化学效应产生的。生物组织吸收了激光能量后会引起温度的突然上升，这就是热效应。热效应损伤的程度时又曝光时间，激光波长，能量密度，曝光面积以及组织的类型共同决定。声效应是由激光诱导的冲击波产生的，冲击波在组织中传播时会使局部组织汽化，最终导致组织产生一些不可逆的伤害。激光还具有光化学效应，诱发细胞内的化学物质发生改变，从而对组织产生伤害。图1为激光发射到辐射面上的能量形式。

可能造成的伤害由以下几种类型

1、对人眼的伤害

严重暴露在激光下可能会造成对角膜和视网膜的伤害，伤害的位置和范围取决于激光的波长和级别。长期接触可能造成白内障或者视网膜损伤，严重暴露在高级别激光下也会造成同样的结果。佩带合适的激光防护眼镜或者其他工程防护手段可以很容易的预防激光对眼睛的伤害。

2、对皮肤的伤害

严重的暴露在强的红外波段激光下可能对皮肤造成烧伤。而紫外激光可能造成烧伤，皮肤癌以及加速皮肤老化。

3、电学危害

在激光使用的过程中遇到最多的电学伤害是电击。高压系统是激光系统中潜在的致命的危险。

4、化学危害

激光系统中的一些物质，如染料，准分子等，具有毒性，可能对人体造成危害，同时，激光导致的化学反应可能会产生有害的粒子和气体。

5、火灾危害

燃料激光器中的溶剂是非常易燃的。高压脉冲和灯的闪烁可能造成火星，引发火灾，激光过程中激光的直接照射，以及连续红外激光的反射光意外照射，都可能引燃易燃品，其他潜在的火灾隐患。

激光雷达发散角检测

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激光雷达（LiDAR）的发散角（通常指发射光束的发散角）是衡量其光束质量、测距能力和空间分辨率的关键参数之一。较小的发散角意味着光束更集中，能量密度更高，有助于实现更远的探测距离和更高的角度分辨率。检测激光雷达的发散角通常涉及光学测量技术，以下是常见的检测方法和流程：

一、主要检测方法

刀口法（Knife-Edge Method）

原理：利用一个锋利的边缘（如刀片）逐步遮挡激光束，同时测量透射功率的变化。通过分析功率随刀口位移的变化曲线（刀口曲线），可以积分得到光束的强度分布，进而计算光束宽度和发散角。

优点：设备相对简单，成本较低，适用于高功率激光。

缺点：测量速度慢，对刀口边缘要求高，易受机械振动影响。

狭缝扫描法（Slit Scan Method）

原理：使用一个窄缝代替刀口，让激光束通过狭缝后被探测器接收。狭缝在光束横截面上进行二维扫描，记录不同位置的透射光强，重构光束轮廓。

优点：比刀口法精度更高，能获得更完整的二维光强分布。

缺点：扫描时间较长，机械结构复杂。

CCD/CMOS相机法（Camera-Based Profiling）

原理：使用高动态范围的CCD或CMOS相机直接拍摄激光束的横截面光强分布。通过软件分析图像，计算光束宽度（如1/e²宽度、D4σ宽度等），并根据远场测量距离计算发散角。

优点：可实时、快速获取二维光强分布，直观，支持连续监测。

缺点：需注意激光功率密度，避免损坏相机传感器（常需使用衰减片或漫散射屏）；对弱光或特定波长（如近红外）可能需要专用相机。

光束质量分析仪（Beam Profiler）

原理：集成化的商用设备，通常基于相机法或扫描法，配备专业软件，可自动计算光束参数（包括发散角、M²因子、椭圆度等）。

优点：操作简便，精度高，功能全面。

缺点：成本较高。

二、典型检测流程（以CCD相机法为例）

1.0准备工作

环境：在暗室或遮光环境下进行，避免环境光干扰。

设备：激光雷达、CCD/CMOS相机（带合适滤光片和衰减片）、光学平台、精密位移台（可选）、数据采集系统。

安全：佩戴对应激光波长的防护眼镜，确保激光束路封闭，遵守激光安全操作规程。

1.1系统搭建

将激光雷达固定在光学平台上，确保稳定。

将CCD相机放置在距离激光雷达出射口足够远的位置（通常在远场，如数米至数十米），以确保测量的是发散后的光束。

调整相机位置，使激光束垂直入射到相机靶面中心。

根据激光功率，安装适当的中性密度（ND）滤光片或使用漫散射屏（如磨砂玻璃）间接成像，防止相机饱和或损坏。

1.2光束图像采集

启动激光雷达，发射激光。

通过采集软件获取激光束在相机上的光强分布图像。

确保图像不饱和，信噪比足够高。

1.3图像处理与分析

使用专业软件（如MATLAB、Python + OpenCV、或专用光束分析软件）处理图像。

提取光束的横截面强度分布。

计算光束宽度（如沿X、Y方向的1/e²直径或D4σ直径）。

记录相机到激光出射口的距离（L）。

1.4发散角计算

发散角（θ，通常以毫弧度mrad为单位）可通过以下公式估算： θ ≈ d / L 其中：

d 是远场测得的光束直径（如1/e²直径）。

L 是测量距离（从激光出射口到相机的距离）。

对于更精确的测量，需考虑光束的传播特性（如高斯光束），并可能需要在多个距离测量以拟合发散趋势。

1.5重复与验证

在不同距离重复测量，验证发散角的一致性。

对激光雷达的不同扫描角度或通道进行测量，评估其均匀性。

1.6报告生成

记录测量条件（波长、功率、距离、环境等）。

输出发散角结果（通常给出X、Y方向的发散角）。

附上光束轮廓图和分析数据。

三、注意事项

远场条件：确保测量距离满足远场条件（Fraunhofer衍射区），否则测量结果不准确。

波长匹配：相机和光学元件需对激光波长敏感且兼容。

功率控制：严格控制入射到相机的功率，防止损伤。

校准：定期对测量系统（如相机像素尺寸）进行校准。

标准遵循：参考相关国际标准（如ISO 11146）进行测量和计算，确保结果的可比性和权威性。

通过上述方法和流程，可以准确评估激光雷达的光束发散角，为其性能优化和应用提供重要依据。

激光雷达人眼安全GB/T7247.1检测

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关于激光雷达（LiDAR）人眼安全的 GB/T 7247.1 检测，是确保该类激光产品在使用过程中不会对人眼造成伤害的关键合规步骤。随着激光雷达在自动驾驶、智能交通、测绘、机器人等领域的广泛应用，其激光辐射安全性受到高度关注。GB/T 7247.1 是中国针对激光产品安全的核心国家标准，直接关系到产品能否合法上市及出口。

以下是针对激光雷达人眼安全GB/T 7247.1检测的详细介绍：

一、标准概述：GB/T 7247.1-2024

GB/T 7247.1-2024《激光产品的安全第1部分：设备分类、要求》是我国最新发布的激光安全标准，已于2025年正式实施，替代了旧版 GB 7247.1-2012。该标准等同采用国际标准 IEC 60825-1:2014，具有国际互认性。

适用范围：波长范围为 180 nm 至 1 mm 的所有激光产品，包括激光雷达。
核心目标：评估激光辐射对人体（尤其是眼睛和皮肤）的危害程度，并据此进行安全分类，提出相应的工程控制、标识和使用要求。

二、激光雷达与人眼安全的关系

激光雷达通过发射激光束并接收反射信号来测量距离和构建环境模型。其人眼安全主要取决于以下参数：

激光波长：人眼对不同波长的敏感度不同。例如：
- 可见光（400–700 nm）和近红外（700–1400 nm）波段最危险，因为会被眼球聚焦到视网膜上，造成永久性损伤。
- 常见激光雷达使用 905 nm 或 1550 nm，其中 1550 nm 因水吸收较强，在角膜和房水中被大量吸收，不易到达视网膜，因此人眼安全性更高。
输出功率/能量：功率越高，潜在危害越大。
脉冲特性：短脉冲高能量激光更容易造成视网膜烧伤。
光束发散角与扫描方式：影响单位面积上的能量密度和暴露时间。

三、GB/T 7247.1 检测核心内容（针对人眼安全）

为评估激光雷达是否满足人眼安全要求，检测主要围绕以下几个方面展开：

1. 激光安全等级分类

根据激光辐射的可达发射限值（AEL），将激光产品分为不同等级，直接影响其安全要求：

安全等级	说明	与人眼安全的关系
1类	安全，无危害	在正常使用条件下，不会对人眼造成伤害，最安全。
1M类	在使用光学仪器（如望远镜）时可能有害	裸眼观察通常安全，但通过光学设备聚焦后可能伤眼。
2类	可见光激光（≤1 mW）	依赖眨眼反射保护，短时间暴露安全。
2M类	同上，但使用光学仪器时危险	类似2类，但光学放大后风险增加。
3R类	中低风险（1–5 mW）	直视可能伤眼，需谨慎使用。
3B类	中高风险（5–500 mW）	直接暴露可致眼睛或皮肤损伤。
4类	高风险（>500 mW）	可致严重眼伤、皮肤烧伤，甚至引发火灾。

✅ 激光雷达目标等级：大多数车载或民用激光雷达设计目标为 1类或1M类，以确保在各种使用场景下对人眼绝对或基本安全。

2. 关键检测项目

可达发射水平（AEL）测试：测量激光的最大输出功率、能量密度、辐照度等，判断是否超过对应安全等级的限值。
波长测量：确定激光中心波长及光谱宽度。
脉冲参数分析：包括脉宽、重复频率、峰值功率等，用于计算人眼最大允许照射量（MPE）。
光束发散角与扫描特性：评估实际使用中人眼可能接收到的能量。
防护措施检查：
- 是否有安全联锁、紧急停机、光束封闭等工程控制。
- 扫描失效时是否自动降功率或关闭。
标签与说明书合规性：
- 必须清晰标注激光等级、波长、最大输出功率。
- 提供安全使用说明和风险提示。

四、检测流程（以专业机构为例）

申请与资料提交
- 提交产品技术参数、使用说明书、电路图等。
- 明确产品工作模式（如连续、脉冲、扫描方式）。
样品测试
- 在标准规定的测量条件下进行辐射测试。
- 评估是否符合所宣称的安全等级。
安全评估与分类
- 根据测试数据，对照GB/T 7247.1-2024中的AEL限值，确定最终安全等级。
报告出具
- 合格后由CNAS/CMA认可实验室出具GB/T 7247.1检测报告，作为合规证明。
认证与市场准入
- 报告可用于：
  - 国内市场监管备案
  - 医疗器械注册（如用于医疗LiDAR）
  - 出口认证（如CE认证中的IEC 60825-1、美国FDA 21 CFR 1040.10）

五、为何必须进行GB/T 7247.1检测？

法律合规：未通过安全检测的产品可能被禁止销售或引发法律责任。
人眼安全保障：防止公众或操作人员因意外暴露导致永久性视力损伤。
提升产品竞争力：获得权威认证有助于赢得客户信任，进入高端市场（如汽车、医疗）。
保险与责任规避：在发生安全事故时，检测报告可作为企业已履行安全义务的证据。

六、建议

对于激光雷达制造商：

在产品设计阶段就应遵循“本质安全设计”原则，优先选择1550 nm波长、控制峰值功率、优化扫描机制。
尽早委托具备 CNAS/CMA资质的第三方检测机构进行预测试，避免后期整改成本。
关注标准更新，GB/T 7247.1-2024 已强化对高功率、扫描型激光系统的评估要求。

激光雷达光束性能检测项目

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激光雷达光束性能检测是确保激光雷达系统准确、可靠运行的关键环节，主要包括以下几个方面的内容：

探测距离与范围：检测激光雷达的最大探测距离以及在不同距离下的探测准确性，确保其能够在设计要求的范围内有效工作。

角分辨率：评估激光雷达在水平和垂直方向上的最小分辨角度，这对于构建高精度的三维点云图至关重要。

测距精度与稳定性：通过测量激光往返时间（ToF）计算目标距离的准确性，以及多次测量结果的一致性，确保数据的可靠性。

回波强度与信噪比：分析接收到的回波信号强度，以及信号与噪声的比例，评估激光雷达在不同环境条件下的目标识别能力。

波束指向性与扩散角：检查激光束的聚焦程度和发散情况，确保光束能够精确指向目标并减少不必要的环境干扰。

扫描模式与频率：对于机械旋转式激光雷达，检测扫描机构的稳定性和频率；对于固态激光雷达，则需评估电子扫描的灵活性和速度。

环境光抗干扰能力：在不同光照条件下测试激光雷达的表现，确保其能在强光或变化光照环境中正常工作。

深色物体检出率：评估激光雷达对低反射率（如黑色衣服或路面）物体的探测能力，这是城市和夜间驾驶场景中的重要考量。

温度与湿度影响：在标准或极端的温度和湿度条件下测试激光雷达性能，确保其在各种气候条件下的稳定性。

长期稳定性与寿命测试：长时间运行激光雷达，监测性能衰减情况，评估其工作寿命和可靠性。

智能工程及建筑电气检测

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（1）智能建筑工程性能测试

（2）现场色温及显色指数测试

（3）建筑物等电位连接性能测试

（4）低压配电装置设置检查

（5）各相线、接地线、连接点性能测试

（6）电线电缆绝缘层厚度及线芯直径检测

（7）开关插座电气间隙、爬电距离及绝缘电阻检测

质量评价指标及计算方法

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国家标准： (图1) 机载激光雷达点云数据质量评价指标及计算方法.pdf

激光雷达的性能指标

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激光雷达的主要性能参数有激光的波长、探测距离、FOV(垂直+水平)、测距精度、角分辨率、出点数、线束、安全等级、输出参数、IP防护等级、功率、供电电压、激光发射方式(机械/固态)、使用寿命等。激光雷达的优势非常明显，其探测的范围更广，且精度更高。但是在极端天气或者烟雾环境下性能大大降低，而且由于其数据采集量大，价格也非常贵。

激光的波长：目前市场上三维成像激光雷达最常用的波长是905nm和1550 nm。1550nm波长LiDAR传感器可以以更高的功率运行，以提高探测范围，同时对于雨雾的穿透力更强。905nm的主要优点是硅在该波长处吸收光子，而硅基光电探测器通常比探测1550 nm光所需的铟镓砷(InGaAs)近红外探测器便宜。

安全等级：激光雷达的安全等级是否满足Class 1，需要考虑特定波长的激光产品在完全工作时间内的激光输出功率，即激光辐射的安全性是波长、输出功率，和激光辐射时间的综合作用的结果。

探测距离：激光雷达的测距与目标的反射率相关。目标的反射率越高则测量的距离越远，目标的反射率越低则测量的距离越近。因此在查看激光雷达的探测距离时要知道该测量距离是目标反射率为多少时的探测距离。

FOV：激光雷达的视场角有水平视场角和垂直视场角。如果是机械旋转激光雷达，则其水平视场角为360度。

角分辨率：一个是垂直分辨率，另一个是水平分辨率。水平方向上做到高分辨率其实不难，因为水平方向上是由电机带动的，所以水平分辨率可以做得很高。一般可以做到0.01度级别。垂直分辨率是与发射器几何大小相关，也与其排布有关系，就是相邻两个发射器间隔做得越小，垂直分辨率也就会越小。垂直分辨率为0.1~1度的级别。

出点数：每秒激光雷达发射的激光点数。激光雷达的点数一般从几万点至几十万点每秒左右。

线束：多线激光雷达，就是通过多个激光发射器在垂直方向上的分布，通过电机的旋转形成多条线束的扫描。多少线的激光雷达合适，主要是说多少线的激光雷达扫出来的物体能够适合算法的需求。理论上讲，当然是线束越多、越密，对环境描述就更加充分，这样还可以降低算法的要求。常见的激光雷达的线束有：16线、32线、64线等。

输出参数：障碍物的位置(三维)、速度(三维)、方向？、时间戳(某些激光雷达有)、反射率

使用寿命：机械旋转的激光雷达的使用寿命一般在几千小时；固态激光雷达的使用寿命可高达10万小时。

激光发射方式：传统的采用机械旋转的结构，机械旋转容易导致磨损使得激光雷达的使用寿命有限。固态激光雷达主要由三类-Flash 、MEMS、相控阵。Flash 激光雷达只要有光源，就能用脉冲一次覆盖整个视场。随后再用飞行时间（ToF）方法接收相关数据并绘制出激光雷达周围的目标。MEMS激光雷达其结构相当简单，只要一束激光和一块反光镜。具体来说，激光射向这块类似陀螺一样旋转的反光镜就行，反光镜通过转动，可以实现对激光方向的控制。相控阵激光雷达利用独立天线同步形成的微阵列，相控阵可以向任何方向发送无线电波，完全省略了“旋转”这一步骤，只需控制每个天线发送信号间的时机或阵列，就能控制信号射向特定位置。