目前的激光雷达,不光只有光探测与测量,更是一种集激光、全球定位系统(GPS)和IMU(InertialMeasurementUnit,惯性测量装置)三种技术于一身的系统,用于获得数据并生成精确的DEM(数字高程模型)。这三种技术的结合,可以高度准确地定位激光束打在物体上的光斑,测距精度可达厘米级,激光雷达较大的优势就是"精确"和"快速、高效作业"。随着激光雷达技术的进步与发展,星载激光雷达的研制和应用在20世纪90年代逐步成熟。2003年,NASA根据早先提出的采用星载激光雷达测量两极地区冰面变化的计划,正式将地学激光测高仪列入地球观测系统中,并将其搭载在冰体、云量和陆地高度监测卫星上发射升空运行。激光雷达在森林监测中用于评估森林资源和健康状况。上海微波激光雷达厂商
这类形体对现实世界的表达能力有限,绝大部分目标难以用这些形体或其组合来近似。后续研究主要集中于三维自由形态目标的识别,所谓自由形态目标,即表面除了顶点、边缘以及尖拐处之外处处都有良好定义的连续法向量的目标(如飞行器、汽车、轮船、建筑物、雕塑、地表等)。由于现实世界中的大部分物体均可认为是自由形态目标,因此三维自由形态目标识别算法的研究较大程度上扩展了识别系统的适用范围。在过去二十余年间,三维目标识别任务针对的数据量不断增加,识别难度不断上升,而识别率亦不断提高。上海连续波激光雷达激光雷达在气象观测中用于监测大气流动和降水情况。
激光雷达的应用:1、水下地形测量,我们通常使用测深探测(或声纳)进行水下调查。声纳发出砰砰声并接收回声。与LiDAR类似,它通过测量回波经过的时间来计算距离。测深激光雷达与机载激光雷达不同,它使用绿色波长,通过使用这种波长,水下测绘可以一直测量到水底。同样,河流和测深调查能够绘制陆地和水生系统的地图。2、洪水预警,通过使用LiDAR测量地表,水文学家可以建立数字高程模型。从这里,使用者可以在洪水发生之前绘制出容易被淹没的区域。在这方面,激光雷达可以提供洪水预警系统,保障居民生命财产安全。保险公司也可以使用这些数据收取更高的保费,这只是保险业中用于评估风险的众多GIS应用程序之一。
激光雷达的工作原理:对人畜无害的红外光束Light Pluses发射、反射和接收来探测物体。能探测的对象:白天或黑夜下的特定物体与车之间的距离。甚至由于反射度的不同,车道线和路面也是可以区分开来的。哪些物体无法探测:光束无法探测到被遮挡的物体。车用激光雷达工作原理就是蝙蝠测距用的回波时间(Time of Flight,缩写为TOF)测量方法。分析目标物体表面的反射能量大小、反射波谱的幅度、频率和相位等信息,输出点云,从而呈现出目标物精确的三维结构信息。Hap激光雷达是一种可靠的感知设备,能够实现高精度的目标识别和定位。
激光雷达结构,激光雷达的关键部件按照信号处理的信号链包括控制硬件DSP(数字信号处理器)、激光驱动、激光发射发光二极管、发射光学镜头、接收光学镜头、APD(雪崩光学二极管)、TIA(可变跨导放大器)和探测器,如下图所示。其中除了发射和接收光学镜头外,都是电子部件。随着半导体技术的快速演进,性能逐步提升的同时成本迅速降低。但是光学组件和旋转机械则占具了激光雷达的大部分成本。激光雷达的种类,把激光雷达按照扫描方式来分类,目前有机械式激光雷达、半固态激光雷达和固态激光雷达三大类。其中机械式激光雷达较为常用,固态激光雷达为未来业界大力发展方向,半固态激光雷达是机械式和纯固态式的折中方案,属于目前阶段量产装车的主力军。在航海领域,激光雷达为船舶提供了安全导航保障。上海多线激光雷达规格
激光雷达通过发射激光束,精确测量目标距离,是自动驾驶的关键传感器。上海微波激光雷达厂商
光学相控阵激光雷达(OPA),很多特殊的Lidar使用OPA(OpticalPhasedArray)光学相控阵技术。OPA运用相干原理,采用多个光源组成阵列,通过调节发射阵列中每个发射单元的相位差,来控制输出的激光束的方向。OPA激光雷达完全是由电信号控制扫描方向,能够动态地调节扫描角度范围,对目标区域进行全局扫描或者某一区域的局部精细化扫描,一个激光雷达就可能覆盖近/中/远距离的目标探测。优点:纯固态Lidar,体积小,易于车规;扫描速度快(一般可达到MHz量级以上);精度高(可以做到μrad量级以上);可控性好(可以在感兴趣的目标区域进行高密度扫描),缺点:易形成旁瓣,影响光束作用距离和角分辨率,使激光能量被分散;加工难度高:光学相控阵要求阵列单元尺寸必须不大于半个波长;探测距离很难做到很远。上海微波激光雷达厂商
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