激光雷達(dá)的應(yīng)用:1測量測繪,1、地形測繪,激光雷達(dá)通過揭示地面細(xì)微的高程變化來展示地貌。它較大的優(yōu)勢在于它是一個高速“采樣工具”,激光雷達(dá)每秒從空中向地面發(fā)出數(shù)十萬甚至上百萬個脈沖,正是這種密集的點云使我們能夠獲取真實地貌。2、建筑質(zhì)量控制,使用LiDAR進(jìn)行建筑掃描可以確保建筑與建筑信息模型(BIM)相匹配。將來自地面掃描的點云與BIM設(shè)計對比可保證施工質(zhì)量并按計劃進(jìn)行,LiDAR較大的優(yōu)勢是實時掃描,能在項目早期發(fā)現(xiàn)缺陷,否則,任何有缺陷的結(jié)構(gòu)返工都會浪費(fèi)時間和金錢。激光雷達(dá)的掃描模式多樣,適應(yīng)不同場景的需求。海南固態(tài)激光雷達(dá)
這里就來分享一下激光雷達(dá)在實際應(yīng)用中的那些小細(xì)節(jié)~工作原理:激光雷達(dá)是基于時間飛行(TOF)工作原理;激光雷達(dá)發(fā)射激光脈沖,并測量此脈沖經(jīng)被測目標(biāo)表面反射后返回的時間,然后換算成距離數(shù)據(jù)發(fā)射光和接受光時間差為t,c為光速,則雷達(dá)與目標(biāo)的距離為雷達(dá)通過一個反射鏡對測距激光脈沖進(jìn)行反射。當(dāng)反射鏡被電機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)時,從而形成一個與旋轉(zhuǎn)軸垂直的掃描平面。雷達(dá)定時發(fā)出脈沖光,同時電機(jī)帶動發(fā)射鏡旋轉(zhuǎn),這樣就可以構(gòu)成二維點云數(shù)據(jù)。安徽Hap激光雷達(dá)規(guī)格借 360°x59° 超廣 FOV,Mid - 360 力保移動機(jī)器人作業(yè)現(xiàn)場安全。
激光雷達(dá)的FOV,F(xiàn)OV指激光雷達(dá)能夠探測到的視場范圍,可以從垂直和水平兩個維度以角度來衡量范圍大小,下圖比較形象的展示了激光雷達(dá)FOV范圍,之所以要提到FOV是因為后面不同的技術(shù)路線基本都是為了能夠?qū)崿F(xiàn)對FOV區(qū)域內(nèi)探測。垂直FOV:常見的車載激光雷達(dá)通常在25°,形狀呈扇形;水平FOV:常見的機(jī)械式激光雷達(dá)可以達(dá)到360°范圍,通常布置于車頂;常見的車載半固態(tài)激光雷達(dá)通??梢赃_(dá)到120°范圍,形狀呈扇形,可布置于車身或車頂。
激光的誕生,光子入射到物質(zhì)中,以刺激電子從較高能級過渡到較低能級,并發(fā)射光子。當(dāng)原子處于某種激發(fā)態(tài)時,有能量合適的光子從該原子附近通過,該原子就會釋放出一個具有同樣電勢能的光子,從而躍遷到低能級狀態(tài)。入射光子和發(fā)射光子具有相同的波長和相位,該波長對應(yīng)于兩個能級之間的能量差。一個光子刺激一個原子發(fā)射另一個光子,因此產(chǎn)生兩個相同的光子,1917年,愛因斯坦在量子理論的基礎(chǔ)上提出了一個嶄新的概念一一受激輻射:即在物質(zhì)與輻射場的相互作用中,構(gòu)成物質(zhì)的原子或分子可以在光子的激勵下產(chǎn)生光子。激光雷達(dá)的高穩(wěn)定性使其在太空探測任務(wù)中備受青睞。
緊接著,一個激光雷達(dá)如果能在同一個空間內(nèi),按照設(shè)定好的角度發(fā)射多條激光,就能得到多條基于障礙物的反射信號。再配合時間范圍、激光的掃描角度、GPS 位置和 INS 信息,經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后,這些信息配合x,y,z坐標(biāo),就會成為具有距離信息、空間位置信息等的三維立體信號,再基于軟件算法組合起來,系統(tǒng)就可以得到線、面、體等各種相關(guān)參數(shù),以此建立三維點云圖,繪制出環(huán)境地圖,就能變成汽車的“眼睛”。激光雷達(dá)是由激光發(fā)射單元和激光接收單元組成,發(fā)射單元的工作方式是向外發(fā)射激光束層,層數(shù)越多,精度也越高(如下圖所示),不過這也意味著傳感器尺寸越大。發(fā)射單元將激光發(fā)射出去后,當(dāng)激光遇到障礙物會反射,從而被接收器接收,接收器根據(jù)每束激光發(fā)射和返回的時間,創(chuàng)建一組點云,高質(zhì)量的激光雷達(dá),每秒較多可以發(fā)出200多束激光。激光雷達(dá)在建筑施工中用于精確測量和定位。廣東固態(tài)激光雷達(dá)批發(fā)
激光雷達(dá)在環(huán)境監(jiān)測中用于監(jiān)測大氣污染物的濃度。海南固態(tài)激光雷達(dá)
也有使用相干法,即為調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)激光雷達(dá)發(fā)射一束連續(xù)的光束,頻率隨時間穩(wěn)定地發(fā)生變化。由于源光束的頻率在不斷變化,光束傳輸距離的差異會導(dǎo)致頻率的差異,將回波信號與本振信號混頻并經(jīng)低通濾波后,得到的差頻信號是光束往返時間的函數(shù)。調(diào)頻連續(xù)波激光雷達(dá)不會受到其他激光雷達(dá)或太陽光的干擾且無測距盲區(qū);還可以利用多普勒頻移測量物體的速度和距離。調(diào)頻延續(xù)波 LiDAR 概念并不新穎,但是面對的技術(shù)挑戰(zhàn)不少,例如發(fā)射激光的線寬限制、線性調(diào)頻脈沖的頻率范圍、線性脈沖頻率變化的線性度,以及單個線性調(diào)頻脈沖的可復(fù)制性等。海南固態(tài)激光雷達(dá)