20世紀(jì)90年代后期,全球定位系統(tǒng)及慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展使得激光掃描過程中的精確即時(shí)定位定姿成為可能。1990年德國(guó)Stuttgart大學(xué)Ackermann教授領(lǐng)銜研制的世界上頭一個(gè)激光斷面測(cè)量系統(tǒng),這一系統(tǒng)成功將激光掃描技術(shù)與即時(shí)定位定姿系統(tǒng)結(jié)合,形成機(jī)載激光掃描儀。1993年,德國(guó)出現(xiàn)初個(gè)商用機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)TopScanALTM1020。1995年,機(jī)載激光雷達(dá)設(shè)備實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。此后,機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)成為了森林資源調(diào)查的重要補(bǔ)充手段。普遍應(yīng)用于快速獲取大范圍森林結(jié)構(gòu)信息,如樹木定位、樹高計(jì)算、樹冠體積估測(cè)等,同時(shí)還為森林生態(tài)研究、森林經(jīng)營(yíng)管理提供垂直結(jié)構(gòu)分層、碳儲(chǔ)量、枯枝落葉易燃物數(shù)量等參數(shù)估算信息。自動(dòng)駕駛巴士借助激光雷達(dá)感知周邊,安全接送乘客。深圳物流車激光雷達(dá)
激光雷達(dá)難點(diǎn):當(dāng)周邊環(huán)境中存在透明介質(zhì) (如潔凈水體) 時(shí),位于透明介質(zhì)內(nèi)部或后方的目標(biāo)能夠被測(cè)到。由于光線在透明介質(zhì)中會(huì)發(fā)生折射,被測(cè)目標(biāo)實(shí)際上位于折射光路上,而測(cè)量結(jié)果則位于直線光路上,測(cè)量出的目標(biāo)位置會(huì)發(fā)生偏差,此外,雷達(dá)也可能會(huì)收到兩個(gè)反射回波,一個(gè)來自于透明介質(zhì)內(nèi)部或后方的實(shí)際目標(biāo)表面的反射,另一個(gè)來自于不完全潔凈的透明介質(zhì)表面的漫反射,此時(shí)的測(cè)量結(jié)果不確定,有可能是介質(zhì)表面,也可能是實(shí)際目標(biāo)。北京覓道Mid-360激光雷達(dá)渠道激光雷達(dá)在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中實(shí)現(xiàn)了真實(shí)世界的數(shù)字化重建。
點(diǎn)頻,即周期采集點(diǎn)數(shù),因?yàn)榧す饫走_(dá)在旋轉(zhuǎn)掃描,因此水平方向上掃描的點(diǎn)數(shù)和激光雷達(dá)的掃描頻率有一定的關(guān)系,掃描越快則點(diǎn)數(shù)會(huì)相對(duì)較少,掃描慢則點(diǎn)數(shù)相對(duì)較多。一般這個(gè)參數(shù)也被稱為水平分辨率,比如激光雷達(dá)的水平分辨率為 0.2°,那么掃描的點(diǎn)數(shù)為 360°/0.2°=1800,也就是說水平方向會(huì)掃描 1800 次。那么激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)一周,即一個(gè)掃描周期內(nèi)掃描的點(diǎn)數(shù)為 1800*64=115200。比如禾賽 64 線激光雷達(dá),掃描頻率為 10Hz 的時(shí)候水平角分辨率為 0.2°,在掃描頻率為 20Hz 的時(shí)候角分辨率為 0.4°(掃描快了,分辨率變低了)。輸出的點(diǎn)數(shù)和計(jì)算的也相符合 1152000 pts/s。
Flash激光雷達(dá),F(xiàn)lash激光雷達(dá)采用類似Camera的工作模式,但感光元件與普通相機(jī)不同,每個(gè)像素點(diǎn)可記錄光子飛行時(shí)間。由于物體具有三維空間屬性,照射到物體不同部位的光具有不同的飛行時(shí)間,被焦平面探測(cè)器陣列探測(cè),輸出為具有深度信息的“三維”圖像。根據(jù)激光光源的不同,F(xiàn)lash激光雷達(dá)可以分為脈沖式和連續(xù)式,脈沖式可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離探測(cè)(100米以上),連續(xù)式主要用于近距離探測(cè)(數(shù)十米)。Flash激光雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)在于能夠快速記錄整個(gè)場(chǎng)景,避免了掃描過程中目標(biāo)或Lidar自身運(yùn)動(dòng)帶來的誤差。其缺點(diǎn)是探測(cè)距離近??蛇_(dá) 70 米 @80% 反射率探測(cè),覽沃 Mid - 360 室內(nèi)外感知表現(xiàn)如一。
給定兩個(gè)來自不同坐標(biāo)系的三維數(shù)據(jù)點(diǎn)集,找到兩個(gè)點(diǎn)集空間的變換關(guān)系,使得兩個(gè)點(diǎn)集能統(tǒng)一到同一坐標(biāo)系統(tǒng)中,這個(gè)過程便稱為配準(zhǔn)。配準(zhǔn)的目標(biāo)是在全局坐標(biāo)框架中找到單獨(dú)獲取的視圖的相對(duì)位置和方向,使得它們之間的相交區(qū)域完全重疊。對(duì)于從不同視圖(views)獲取的每一組點(diǎn)云數(shù)據(jù),點(diǎn)云數(shù)據(jù)很有可能是完全不相同的,需要一個(gè)能夠?qū)⑺鼈儗?duì)齊在一起的單一點(diǎn)云模型,從而可以應(yīng)用后續(xù)處理步驟,如分割和進(jìn)行模型重建。目前對(duì)配準(zhǔn)過程較常見的主要是 ICP 及其變種算法,NDT 算法,和基于特征提取的匹配。激光雷達(dá)在航空測(cè)量中提供了高精度的地理數(shù)據(jù)。天津測(cè)繪激光雷達(dá)
Mid - 360可達(dá)70 米 @80% 反射率探測(cè),適應(yīng)室內(nèi)外不同光照。深圳物流車激光雷達(dá)
優(yōu)劣勢(shì)分析,優(yōu)勢(shì):MEMS激光雷達(dá)因?yàn)閿[脫了笨重的「旋轉(zhuǎn)電機(jī)」和「掃描鏡」等機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置,去除了金屬機(jī)械結(jié)構(gòu)部件,同時(shí)配備的是毫米級(jí)的微振鏡,這較大程度上減少了MEMS激光雷達(dá)的尺寸,與傳統(tǒng)的光學(xué)掃描鏡相比,在光學(xué)、機(jī)械性能和功耗方面表現(xiàn)更為突出。其次,得益于激光收發(fā)單元的數(shù)量的減少,同時(shí)MEMS振鏡整體結(jié)構(gòu)所使用的硅基材料還有降價(jià)空間,因此MEMS激光雷達(dá)的整體成本有望進(jìn)一步降低。劣勢(shì):MEMS激光雷達(dá)的「微振鏡」屬于振動(dòng)敏感性器件,同時(shí)硅基MEMS的懸臂梁結(jié)構(gòu)非常脆弱,外界的振動(dòng)或沖擊極易直接致其斷裂,車載環(huán)境很容易對(duì)其使用壽命和工作穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。深圳物流車激光雷達(dá)