精练篇目四《“你是我的眼”--激光雷达主动三维成像系统》-【一战成名新中考】2024河南中考语文·阅读写作思维训练优质课件PPT

四、（2023新乡二模）阅读下文，完成1~3题。（12分） “你是我的眼”——激光雷达主动三维成像系统 ①随着人工智能的发展，汽车自动驾驶不再是想象中的场景，你知道汽车是如何看清周围环境，实现自主驾驶的吗？这就不得不提到机器人的“眼睛”——三维成像激光雷达。激光雷达，顾名思义，就是一种借助激光对物体距离进行测量的主动探测遥感设备。与微波雷达相比，激光雷达测距精度更高，并且可以看到物体更加细节的特征，因而在生活中有着非常广泛的应用。 1 ②20世纪六七十年代，发达国家就已经开始了激光雷达在三维成像领域的研究。激光雷达对物体的成像可以分成两步：首先是知道物体的位置和距离，然后通过在物体身上不断摸索来确定它的样子，这就跟盲人摸象一般。这也就对应着三维成像激光雷达工作的两大部分：激光距离测量过程和激光三维成像过程。 ③激光雷达测距的方法有很多种，主要有“千里眼”脉冲激光测距法、“明察秋毫”的相位激光测距法以及“追着你测”的调频连续波激光测距法。 2 ④脉冲激光测距法可以对很远的目标进行测量。目前人类历史上最远的激光测量距离是地球和月亮之间的距离，所采用的方法就是脉冲激光测距法。自2019年6月以来，我国“天琴计划”团队已经多次成功实现地月距离的测量，通过对脉冲飞行时间的精确计时，得到地月距离在35.1万千米到40.6万千米（椭圆轨道）之间波动。这是一种发展十分成熟的测距体制，它不仅可以用来对远目标进行探测，还可以用在数公里甚至数十米测量场景下。目前的汽车自动驾驶中也<zzd>大多</zzd>采用这种方法，其测距精度可以达到厘米量级，这对<zzd>大部分</zzd>的应用场景来说已经足够。 3 ⑤与脉冲激光测距法相比，相位激光测距法有着更高的测距精度，其测距精度可以达到毫米级。但是由于相位式测距发射的激光为连续波，这使得它的平均功率远低于脉冲激光的峰值功率，因而它无法实现对远距离目标的探测。一般我们生活中常用的手持式激光测距仪大多采用相位激光测距的方法。 ⑥另外，如果目标是运动的，除了距离我们还想知道目标的速度，那该怎么办呢？调频连续波激光测距法可以解决这个问题，它不仅可以测距，还可以测速，因此可以应用于相对运动速度较高的目标测距。美国国家航空航天局（NASA）于2006年提出的用于重返月球和探测火星的自主着陆和障碍规避计划（ALHAT计划）正是采用了这种测距方法，该计划于2008年和2010年进行了飞行试验，取得了不错的效果。 4 ⑦了解了激光测距的方法，接着来看看激光三维成像过程吧。首先是“让激光动起来”的扫描三维成像，这种方法目前已经相当成熟，在地形测量、工程建设、汽车导航领域有着非常广泛的应用。它由单点激光测距配合快速光束扫描器件来实现对目标上各点距离信息的获取，再将这些距离信息与该点对应光束指向的方位角和俯仰角结合得到目标的距离—角度—角度图像，又称为三维图像。扫描三维成像也被广泛用于汽车自动驾驶。为了提高扫描的速率，市面上的车载激光雷达往往采用发射激光阵列的形式进行扫描成像，这也被称为多线束成像。其中Velodyne公司以360°旋转的多线束激光雷达为主要产品，扫描线数达到了16线、32线及64线，是机械旋转加多线扫描成像的典型代表，技术较为成熟。 5 ⑧除了通过逐点扫描目标的成像方式，有没有其他更加便捷，“啪”的一下就能得到目标三维信息的成像方式呢？“一眼就能看穿你”的面阵三维成像就是为此产生的一种快速成像方式。相比于扫描式激光成像需要逐点扫描测距的方式，面阵式激光成像仅需发射一次激光脉冲就可得到一整幅三维图像。如果把扫描成像的方式比作用手指摸索目标全貌，那么面阵三维成像就像是用巨大的手掌直接覆盖目标。同时，因为没有扫描结构，所以面阵式系统整机结构更加紧凑、体积更小。 6 ⑨激光雷达三维成像系统与传统的被动相机相比，不仅可以获得目标的强度信息，还有更加丰富的距离信息；与微波雷达成像系统相比，又具有全天时、测量精度高和分辨率高的特点，因而在现代成像领域发挥着越来越重要的作用。随着现代科技和社会的发展，相信三维成像激光雷达在未来会有更加广阔的应用前景！ （作者：刘博、姜朔。有删改） 7 1.下列对文章内容的理解和分析，不正确的两项是（4分）( ) CD A. 这篇文章的说明对象是三维成像激光雷达，重点是讲它的工作原理、成像方式和优势。 B. 第④段中的“大多”“大部分”，从范围上进行限定，体现了说明文语言的准确性。 C. 生活中常用的手持式激光测距仪与美国国家航空航天局提出的用于重返月球和探测火星的自主着陆和障碍规避计划都采用了调频连续波激光测距方法。 D. 第⑦段只运用了举例子的说明方法，说明了市面上的车载激光雷达往往采用发射激光阵列的形