高清激光雷达系统

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  • 差分吸收激光雷达系统
    ?这套差分吸收激光雷达的工作波长是1.4-4.2微米,这是大气中污染物吸收的波段,因此差分吸收激光雷达系统非常适合大气中污染气体的排放探测和其他科学研究,如:天然气排放检测,大气气溶胶云映射等。激光雷达,差分雷达,激光差分雷达,气溶胶,LIDAR,中红外雷达 差分吸收激光雷达系统,DIAL激光雷达主要部件:激光发射器:包括电光Q开关脉冲Nd:YAG激光器, 可调谐OPO单元,光束扩展器,标定单元,电光Q开关驱动器,可编程高压模块,步进电机驱动器 差分吸收激光雷达系统,DIAL激光雷达功能:光束扩展器:用于光束准直和大气湍流的差分补偿接收器: 是一个牛顿式望远镜,接收反射的地形目标信号。望远镜的直径是300mm,焦距是1386mm。旋转台:是一个可旋转的安装平台,接收望远镜和发射器安装在这个平台上。观察模块:是一个CCD相机用于观察目标。差分吸收激光雷达,DIAL激光雷达技术参数:激光器类型:Nd:YAG+OPO 激光波长:1.44-1.68um 2.9-4.1um 脉冲能量:10-30mJ (受激光波长决定)脉冲线宽:3-3.5cm-1 重复频率:20Hz波长飘逸: 0-12cm-1脉冲宽度: 20ns探测范围:2-5Km(甲烷)探测灵敏度:1ppm (积分距离,甲烷)距离测量精度:100m 平台的水平旋转角:+/-30度(60度)平台的垂直旋转角:-10----25度 平台定位精度:0.8mrad 尺寸:750x1500x1250mm重量:250Kg寿命:4000小时
  • 差分吸收激光雷达系统配件
    差分吸收激光雷达系统配件的工作波长是1.4-4.2微米,这是大气中污染物吸收的波段,因此差分吸收激光雷达系统配件非常适合大气中污染气体的排放探测和其他科学研究,如:天然气排放检测,大气气溶胶云映射等。激光雷达,差分雷达,激光差分雷达,气溶胶,LIDAR,中红外雷达 差分吸收激光雷达系统配件:激光发射器:包括电光Q开关脉冲Nd:YAG激光器, 可调谐OPO单元,光束扩展器,标定单元,电光Q开关驱动器,可编程高压模块,步进电机驱动器 差分吸收激光雷达系统配件功能: 光束扩展器:用于光束准直和大气湍流的差分补偿 接收器: 是一个牛顿式望远镜,接收反射的地形目标信号。望远镜的直径是300mm,焦距是1386mm。 旋转台:是一个可旋转的安装平台,接收望远镜和发射器安装在这个平台上。 观察模块:是一个CCD相机用于观察目标。 差分吸收激光雷达系统配件参数: 激光器类型:Nd:YAG+OPO 激光波长:1.44-1.68um 2.9-4.1um 脉冲能量:10-30mJ (受激光波长决定) 脉冲线宽:3-3.5cm-1 重复频率:20Hz 波长飘逸: 0-12cm-1 脉冲宽度: 20ns 探测范围:2-5Km(甲烷) 探测灵敏度:1ppm (积分距离,甲烷) 距离测量精度:100m 平台的水平旋转角:+/-30度(60度) 平台的垂直旋转角:-10----25度 平台定位精度:0.8mrad 尺寸:750x1500x1250mm 重量:250Kg 寿命:4000小时
  • 短脉冲调Q激光器(0.7~ 3ns @532/1064nm)
    所属类别: ? 激光器 ? 脉冲激光器(调Q/锁模/脉冲二极管)所属品牌:AUT-WD系列激光器包括输出能量可达4mJ@1ns的1064nm与532nm激光以及体积仅8x9x475px的紧凑型激光器。该系列激光器重频可达100kHz,脉宽窄至500ps。关键词:纳秒激光器、半导体泵浦激光器、调Q激光器、半导体泵浦调Q激光器、YAG激光器、脉冲固体激光器、DPSS Laser、Q-Switched LaserAUT-WD系列短脉冲调Q激光器AUT-WD系列激光器是一款高可靠性半导体泵浦调Q激光器。该系列产品包括输出能量可达4mJ@1ns的1064nm与532nm激光以及体积仅8x9x475px的紧凑型激光器。该系列激光器重频可达100kHz,脉宽窄至500ps。这款全封闭一体化半导体泵浦激光器具有良好的抗震性,可适合各种恶劣环境的应用。其可广泛应用于材料加工、激光雷达(LIDAR)、激光诱导击穿光谱(LIBS)、光谱学与医疗领域。这款激光器较高的峰值功率与相对较低的能量和发热,使其能够与大多数材料实现有效的消融与非线性作用。该激光器紧凑轻便的设计适合激光雷达(LIDAR)与航空应用,同时其超短脉冲可实现time-of-flight的精确测量。特点:脉冲能量可达4mJ 峰值功率可达4MW;脉宽可调:500ps-3ns重复频率达到100kHz;涵盖1064nm, 532nm,355nm 全风冷结构应用:玻璃和硬质材料微加工、特殊打标、薄膜去除、激光雷达、非线性光谱、可见光到红外OPO泵浦、太赫兹产生指标参数:

高清激光雷达系统相关的仪器

  • EcoDrone轻小型机载激光雷达系统 易科泰轻小型机载激光雷达系统,是我公司在自主研发的EcoDrone多旋翼无人机遥感系统基础上,搭载国外先进的激光雷达传感器,自主集成研发的全新一代机载激光雷达系统,革新了激光雷达的航空扫描模式。相对传统机载激光雷达动辄上百公斤的自重、上千万元的售价、复杂的操作和高昂的运输及后勤费用,本产品具有体积小、重量轻、成本低、适应性强和操作简便等优势。为适应客户对价格、产品功能、所需精度等指标的不同需求,我公司提供两种解决方案供选配,分别为基于Velodyne公司Puck Lite传感器的无人机激光雷达SCOUT方案和基于Riegl公司miniVUX传感器的无人机激光雷达miniRANGER方案。 主要技术指标1、EcoDrone UAS-8无人机平台1) 整机重量≤5000g,最大起飞重量≥15000g,最大载荷≥5000g,对称轴距1200mm,自动折叠脚架,螺杆电机,减震无虚位2) 具备强大的可扩展性,可灵活安装配置多光谱、高光谱、红外热成像、LiDAR、可见光等各种传感器,可同时安装其中任意两种传感器以同步采集多样化地面信息3) 空载悬停时间不低于50分钟,有效作业时间30分钟(搭载多光谱相机),飞行速度10m/s4) 高精度GPS定位模块,支持GPS/北斗双模5) 具备航点导航、定点、悬停、定高、航线、区域覆盖、环绕及跟随(follow-me模式,需地面站支持)等飞行模式,具备“黑匣子”功能模块等6) 具备信号干扰保护,故障保护,低电压自动保护,一键自动返航降落功能7) 气压和GPS定高,10m以内超声波定高,精确度1cm8) 标配4K高清画质彩色成像镜头,帧频30FPS(最大分辨率4K情况下),图片分辨率16MP;光学镜头f/2.8,120度HFOV(可选配82度HFOV无畸变光学镜头);可选配单反20MP或24MP分辨率彩色镜头9) 遥控器:工作频率2.400~2.483GHz(DSSS技术),通道数16或32可选,发射功率(EIRP)FCC 100 dBm,控制距离2.7km(打开增程模式约达5公里)10) 在线图传(FPV接收):模拟信号与数字信号双路图传技术,可同时在线图传可见光和热成像影像视频,工作频段5.8G,支持1080P实时高清图传,显示屏分辨率1920x1080,最大距离5km,既保障同步图传无延迟时滞、又可在线高清接收显示画面11) 数据同传模块,包括无人机作业过程中的位置(经纬度)、高度、温度、湿度、太阳辐射、地面温度、太阳辐射等数据信息同步传输显示在地面站上12) 地面站:包括便携箱、野外勘测级笔记本及相应软件等,可进行谷歌地图、高德地图或必应地图切换、航点输入规划自动飞行、航速/距离/高度/水平/经纬度/升降速度/温度等监测、下载任务日志文件、实现无人机自动跟踪地面站功能(follow-me)等13) 能量管理系统:标配电池容量22000mAh,最大充电电流12A,双通道充电器,最大充电功率1400W2.1、SCOUT激光雷达遥感方案 1) 外形尺寸:160×116×116mm工作电压:12~28V 功耗:40W重量:1.65Kg工作温度:-10℃~40℃2) 导航系统卫星系统:GPS,GLONASS校准支持:静态、差分、双天线工作模式:实时、后处理定位精度:1cm+1ppm(水平方向)3) LiDAR传感器激光性能:1级人眼安全,905nm 测量范围:1m~120m,分辨率:2mm测距误差:30mm扫描频率:300000次/秒,最高可达600000点/秒视场范围:垂直±15°,水平360度多重回波:2激光面板数量:16推荐扫描高度:20~60m(离地高度)点云密度与飞行速度及航高之间关系2.2、THE mini RANGER激光雷达遥感方案1) 传感器外形尺寸:269×99×85mm(STIM)/302×99×85mm(FOG)导航盒外形尺寸:300×99×85mm 工作电压:12~28V 功耗:80W重量(传感器+线缆):3.5Kg(7.7lbs)FOG/IMU;2.9Kg(6.4lb)STIM/IMU工作温度:-10℃~40℃2) 导航系统卫星系统:GPS,GLONASS校准支持:静态、差分、双天线工作模式:实时、后处理定位精度:1cm+1ppm(水平方向)3) LiDAR传感器激光性能:1级人眼安全,905nm 最小测距:3m激光束大小:160mm×50mm@100m最大有效测量频率:100000次/秒视场角:360°精度:15mm@150m4) 扫描仪性能扫描机制:镜面旋转镜面转速:10-100扫描/秒扫描角宽:0.05°~0.5°角度测量分辨率:0.001°内部同步定时器:实时同步时间戳 点云密度与飞行速度及航高之间关系(100kHZ)3、标配4K高清画质RGB彩色成像镜头,F/2.8,FOV 120度广角镜头(可选配其它光学镜头),图片分辨率16MP;可选配Sony A6000镜头4、软件:LiDAR点云数据处理、3D矢量数据及模型等 技术路线 图3 地形测绘图5 点云横断面厚度精度验证:随机选取测区若干特征点作为控制点,采用RTK方法实测控制点坐标,对比激光点云量测坐标和控制点实测坐标,得出高程真误差,反映其精度指标。控制点:平面精度<1cm;高程精度<1.5cm序号东坐标北坐标控制点高程激光点高程高程真误差1355007.1946681305.61065.15965.168+0.0092355042.1136681331.23868.23668.279+0.0433355054.8206681319.33868.62868.667+0.0394355071.5656681286.79866.80666.844+0.03815354970.6646681080.55871.59771.558-0.03943355124.7506681082.09967.00667.006-0.00044355132.5076681054.53867.09267.034-0.05845355075.2576681018.54566.01466.045+0.03147355038.9276681041.35467.62667.601-0.025最小误差最大误差平均误差均方根标准差-0.058+0.0430.0310.0350.037由上表可知,点位高程中误差(标准差)为3.7cm,完全满足高精度测绘要求。可用于包括大比例尺地形图测绘在内的各领域。 三、应用方向无人机激光雷达兼具无人机和激光雷达各自优势,以其低成本、高精度、高效便捷的优势广泛应用于各行各业。典型应用如下:l 地形测绘l 城市三维建模l 农业及林业l 考古及文化遗产保护l 冰川雪地测绘l 滑坡监测
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  • X20P-LIR机载激光雷达红外高光谱成像系统是一款多功能无人机遥感设备,集激光雷达、热红外及高光谱成像为一体,实时同步获取激光雷达、红外及高光谱图像数据。主要功能包括:基于光场技术的高光谱成像,光谱范围350~1000nm、3.5MP高清全色相机、测距达450m(@80%Ref)的固态激光雷达、大面阵高精度热红外成像;主机内置控制系统、高精度惯导及固态存储,适合多种无人机搭载使用。主要特点► 350~1000nm、325通道瞬时同步成像► 采用光场成像技术,快速成像无畸变► 1886 x 1886大面阵空间维度高清图像► 一体式高精度固态激光雷达同步测量► 热红外同步成像,640*512像素全屏测温► 可搭载多种无人机测量大面积数据图像
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  • LiDAR 1350机载激光雷达系统,集成了中长距激光雷达扫描仪、GNSS和IMU定位定姿系统及存储控制单元,可实时、动态、海量采集高精度点云数据及丰富的影像信息。广泛应用于测绘、电力、林业、农业、国土规划、地质灾害、矿山安全等领域。
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  • 【分享】激光雷达/激光探测及测距系统

    【分享】激光雷达/激光探测及测距系统

    激光雷达可以按照所用激光器、探测技术及雷达功能等来分类。目前激光雷达中使用的激光器有二氧化碳激光器,Er:YAG激光器,Nd:YAG激光器,喇曼频移Nd:YAG激光器、GaAiAs半导体激光器、氦-氖激光器和倍频Nd:YAG激光器等。其中掺铒YAG激光波长为2微米左右,而GaAiAs激光波长则在0.8-0.904微米之间。根据探测技术的不同,激光雷达可以分为直接探测型和相干探测型两种。其中直接探测型激光雷达采用脉冲振幅调制技术(AM),且不需要干涉仪。相干探测型激光雷达可用外差干涉,零拍干涉或失调零拍干涉,相应的调谐技术分别为脉冲振幅调制,脉冲频率调制(FM)或混合调制。按照不同功能,激光雷达可分为跟踪雷达,运动目标指示雷达,流速测量雷达,风剪切探测雷达,目标识别雷达,成像雷达及振动传感雷达。激光雷达最基本的工作原理与无线电雷达没有区别,即由雷达发射系统发送一个信号,经目标反射后被接收系统收集,通过测量反射光的运行时间而确定目标的距离。至于目标的径向速度,可以由反射光的多普勒频移来确定,也可以测量两个或多个距离,并计算其变化率而求得速度,这是、也是直接探测型雷达的基本工作原理。由此可以看出,直接探测型激光雷达的基本结构与激光测距机颇为相近。相干探测型激光雷达又有单稳与双稳之分,在所谓单稳系统中,发送与接收信号共同在所谓单稳态系统中,发送与接收信号共用一个光学孔径。并由发射/接收(T/R)开头隔离。T/R开关将发射信号送往输出望远镜和发射扫描系统进行发射,信号经目标反射后进入光学扫描系统和望远镜,这时,它们起光学接收的作用。T/R开关将接收到的辐射送入光学混频器,所得拍频信号由成像系统聚焦到光敏探测器,后者将光信号变成电信号,并由高通滤波器将来自背景源的低频成分及本机振荡器所诱导的直流信号统统滤除。最后高频成分中所包含的测量信息由信号和数据处理系统检出。双稳系统的区别在于包含两套望远镜和光学扫描部件,T/R开关自然不再需要,其余部分与单稳系统的相同。美国国防部最初对激光雷达的兴趣与对微波雷达的相似,即侧重于对目标的监视、捕获、跟踪、毁伤评(SATKA)和导航。然而,由于微波雷达足以完成大部分毁伤评估和导航任务,因而导致军用激光雷达计划集中于前者不能很好完成的少量任务上,例如高精度毁伤评估,极精确的导航修正及高分辨率成像。较早出现的一种激光雷达称为“火池”,它是由美国麻省理工学院的林肯实验室投资,于60年代末研制的。70年代初,林肯实验室演示了火池雷达精确跟踪卫星,获得多普勒影像的能力。80年代进行的实验证明,这种CO2激光雷达可以穿透某些烟雾,识破伪装,远距离捕获空中目标和探测化学战剂。发展到80年代末的火池激光雷达,采用一台高稳定CO2激光振荡器作为信号源,经一台窄带CO2激光放大器放大,其频率则由单边带调制器调制。另有工作于蓝-绿波段的中功率氩离子激光与上述雷达波束复合,用于对目标进行角度跟踪,而雷达波束的功能则是收集距离――多普勒影像,实时处理并加以显示。两束波均由一个孔径为1.2M的望远镜发射并接收。据报道,美国战略防御局和麻省理工学院的研究人员于1990年3月用上述装置对一枚从弗吉尼亚大西洋海岸发射的探空火箭进行了跟踪实验。在二级点火后6分钟,火箭进入亚轨道,即爬升阶段,并抛出其有效负载,即一个形状和大小均类似于弹道导弹再入飞行器的可充气气球。该气球有气体推进器以提供与再入飞行器和诱饵的物理结构相一致的动力学特性。目标最初由L波段跟踪雷达和X波段成像雷达进行跟踪。并将这些雷达传感器取得的数据交给火池激光雷达,后者成功地获得了距离约800千米处目标的像。[~116966~][~116967~][~116968~][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701191651_624049_1602049_3.jpg[/img]

  • 激光雷达,求解

    各位好! 很想了解激光雷达方面的知识,一直想知道激光雷达上使用的激光器到底事哪一款,有大神知道吗???

  • 国产厂商速腾聚创登陆港交所,成为全球最高市值激光雷达企业

    近日,国产激光雷达企业速腾聚创科技有限公司(以下简称“速腾聚创”)在香港联交所主板挂牌上市,成为港股激光雷达第一股,2024年中国传感器产业第一股。本次IPO最终发售价定为每股43.00港元 ,全球发售2290.98万股股份,募资总额为9.85 亿港元,速腾聚创上市后股票很快破发,截至当日收盘,公司市值193.2亿港元,成为全球市值最高的激光雷达企业。速腾聚创是激光雷达及感知解决方案市场的全球领导者,通过芯片、激光雷达平台与感知算法三大核心技术闭环,为市场提供具有信息理解能力的智能激光雷达系统,颠覆传统激光雷达硬件纯信息收集的定义。据介绍,速腾聚创是全球最早实现车规级固态激光雷达量产的激光雷达公司,也是全球首家开启车规级激光雷达项目量产交付的激光雷达公司。截至2023年3月31日,与全球其他激光雷达公司相比,速腾聚创服务的汽车整车厂和一级供应商数量最多、拥有前装量产定点车型最多及实现SOP车型最多。截至2023年12月18日,速腾聚创已取得21家汽车整车厂及一级供应商的超60款车型的量产定点订单,其中帮助24款车型实现SOP。出货量方面,截至2023年10月31日止,前十个月,速腾聚创的激光雷达产品及用于 ADAS应用的激光雷达产品的销量分别为约136,000台及约121,700台,较2022年同期的约40,700 台及24,400台分别大幅增加,并且超过2020~2022年前三年出货量总和。此外,10月份单月激光雷达销量近30000台,创单月销量历史记录。2024年,速腾聚创激光雷达的预计交付量或将超过100万颗,其中速腾聚创激光雷达产品更是供货问界M7/M5、小鹏G9/X9、极氪007、比亚迪仰望U8等众多明星车型。[来源:仪器信息网] 未经授权不得转载[align=right][/align]

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  • 【新品】禾赛重磅发布“性能王牌”AT512,重新定义激光雷达行业标杆
    1月9日,禾赛科技正式发布面向搭载智能驾驶系统量产车市场的“性能王牌”产品—— 512 线超高清超远距激光雷达 AT512。作为禾赛 AT 系列的“综合性能巅峰之作”,AT512 展现了激光雷达技术的突破性进展,主要面向对性能、可靠性、安全性有极高要求的高端智能驾驶量产车型。AT512 搭载禾赛最新的第四代自研芯片,通过引入 3D 堆叠、光噪抑制等前沿技术,以极致的光学收发效率、顶尖的垂直整合能力,在体积不变的情况下实现了性能全面升级,参数拉满。测距能力翻倍多项参数超越市场同类作为高阶智能驾驶必备传感器之一,激光雷达凭借抗干扰、真三维、高置信度等优势,已逐渐成为智能车型的标配。激光雷达拥有更远距离的测距能力,意味着智能汽车能够在更远处发现潜在危机,为系统决策提供更多的反应时间,从而极大地提高行车安全性及舒适性。AT512 可实现 300 米标准测远(@10% 反射率),相比 AT128 提升了 50%。最远测距达到 400 米,是市场同类远距激光雷达的 2 倍。无论是 400 米的车辆还是行人都能敏锐捕捉,极大提升了车辆对周围环境的感知能力,让车辆至少提前一倍距离发现目标,为系统安全决策增加了 40% 以上的反应时间,最大程度守护智驾安全。400 米外分辨率对比搭载最新第四代自研芯片1230万点频实现超高清三维感知禾赛的前三代自研激光雷达芯片均已实现成功量产并且大规模交付。基于多款自研芯片的成功经验,禾赛最新的第四代自研芯片集成度再上一个台阶,能够实现每秒最高处理点数超过 1 亿个点的超高性能。得益于禾赛第四代芯片大幅提升的集成度,AT512 以每秒约 1230 万的超高点频为汽车提供图像级超清晰三维感知,拥有全局均匀的 0.05° x 0.05° 角分辨率,点云密度是 AT128 的 8 倍,同时也达到市场上其他同类远距产品的 10 倍以上。可以说,无论是测远还是分辨率,AT512 均可视为当前市场 ADAS 远距激光雷达综合性能的巅峰之作。AT512 点云展示,10Hz,单帧效果AT系列平台化架构产品可靠性与量产交付能力保证作为 ADAS 远距主雷达,禾赛 AT 系列采用高度集成化的芯片收发模块、稳定可靠的一维扫描,兼具性能、成本和可靠性,且点云模式均匀规整,有利于感知算法的适配。AT512 沿用 AT 系列成熟的平台化架构设计,可靠性和量产制造性均已成功经过市场验证,与 AT128 统一的点云模式和更小的高度尺寸,让汽车硬件切换升级更加高效。目前,AT 系列已经获得了包括上汽、一汽在内的 15 家领先主机厂和 Tier-1 客户超 50 多个车型的前装量产项目定点。自成立以来,禾赛激光雷达累计交付量突破 30 万台,是全球首个创下此里程碑的车载激光雷达公司,并在去年 12 月实现单月交付量突破 5 万台 ,再次刷新行业单月交付记录。禾赛激光雷达已经在 10 万台+的量级上,成功经历了超过一年时间的用户实际使用质量验证,面对严寒、酷暑、震动、灰尘、雨雪等严苛工况,禾赛激光雷达始终保持着出色的性能表现和稳定性,赢得客户的青睐与信任。AT512 的发布重新定义了激光雷达行业性能标杆,参数拉满下的卓越性能将为高端智能驾驶量产车型提供超高清、超远距的三维感知能力,助力带来更安全舒适的智能驾驶体验。作为激光雷达技术突破性进展的体现,AT512 再次印证了禾赛在自研技术方面的全球领先地位。凭借前沿的研发技术和卓越的创新能力,禾赛将引领车载激光雷达行业迈向新高度。
  • 激光雷达 lidar
    激光雷达介绍   激光雷达   LiDAR(LightLaser Deteetion and Ranging),是激光探测及测距系统的简称。   用激光器作为辐射源的雷达。激光雷达是激光技术与雷达技术相结合的产物 。由发射机 、天线 、接收机 、跟踪架及信息处理等部分组成。发射机是各种形式的激光器,如二氧化碳激光器、掺钕钇铝石榴石激光器、半导体激光器及波长可调谐的固体激光器等;天线是光学望远镜;接收机采用各种形式的光电探测器,如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外和可见光多元探测器件等。激光雷达采用脉冲或连续波2种工作方式,探测方法分直接探测与外差探测。 激光雷达的历史   自从1839年由Daguerre和Niepce拍摄第一张像片以来,利用像片制作像片平面图(X、Y)技术一直沿用至今。到了1901年荷兰人Fourcade发明了摄影测量的立体观测技术,使得从二维像片可以获取地面三维数据(X、Y、Z)成为可能。一百年以来,立体摄影测量仍然是获取地面三维数据最精确和最可靠的技术,是国家基本比例尺地形图测绘的重要技术。   随着科学技术的发展和计算机及高新技术的广泛应用,数字立体摄影测量也逐渐发展和成熟起来,并且相应的软件和数字立体摄影测量工作站已在生产部门普及。但是摄影测量的工作流程基本上没有太大的变化,如航空摄影-摄影处理-地面测量(空中三角测量)-立体测量-制图(DLG、DTM、GIS及其他)的模式基本没有大的变化。这种生产模式的周期太长,以致于不适应当前信息社会的需要,也不能满足&ldquo 数字地球&rdquo 对测绘的要求。   LIDAR测绘技术空载激光扫瞄技术的发展,源自1970年,美国航天局(NASA)的研发。因全球定位系统(Global PositioningSystem、GPS)及惯性导航系统(InertialInertiNavigation System、INS)的发展,使精确的即时定位及姿态付诸实现。德国Stuttgart大学于1988到1993年间将激光扫描技术与即时定位定姿系统结合,形成空载激光扫描仪(Ackermann-19)。之后,空载激光扫瞄仪随即发展相当快速,约从1995年开始商业化,目前已有10多家厂商生产空载激光扫瞄仪,可选择的型号超过30种(Baltsavias-1999)。研发空载激光扫瞄仪的原始目的是观测多重反射(multiple echoes)的观测值,测出地表及树顶的高度模型。由于其高度自动化及精确的观测成果用空载激光扫瞄仪为主要的DTM生产工具。   激光扫描方法不仅是军内获取三维地理信息的主要途径,而且通过该途径获取的数据成果也被广泛应用于资源勘探、城市规划、农业开发、水利工程、土地利用、环境监测、交通通讯、防震减灾及国家重点建设项目等方面,为国民经济、社会发展和科学研究提供了极为重要的原始资料,并取得了显著的经济效益,展示出良好的应用前景。低机载LIDAR地面三维数据获取方法与传统的测量方法相比,具有生产数据外业成本低及后处理成本的优点。目前,广大用户急需低成本、高密集、快速度、高精度的数字高程数据或数字表面数据,机载LIDAR技术正好满足这个需求,因而它成为各种测量应用中深受欢迎的一个高新技术。   快速获取高精度的数字高程数据或数字表面数据是机载LIDAR技术在许多领域的广泛应用的前提,因此,开展机载LIDAR数据精度的研究具有非常重要的理论价值和现实意义。在这一背景下,国内外学者对提高机载LIDAR数据精度做了大量研究。   由于飞行作业是激光雷达航测成图的第一道工序,它为后续内业数据处理提供直接起算数据。按照测量误差原理和制定&ldquo 规范&rdquo 的基本原则,都要求前一工序的成果所包含的误差,对后一工序的影响应为最小。因此,通过研究机载激光雷达作业流程,优化设计作业方案来提高数据质量,是非常有意义的。 LiDAR的基本原理   LIDAR是一种集激光,全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS)三种技术与一身的系统,用于获得数据并生成精确的DEM。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。它又分为目前日臻成熟的用于获得地面数字高程模型(DEM)的地形LIDAR系统和已经成熟应用的用于获得水下DEM的水文LIDAR系统,这两种系统的共同特点都是利用激光进行探测和测量,这也正是LIDAR一词的英文原译,即:LIght Detection And Ranging - LIDAR。   激光本身具有非常精确的测距能力,其测距精度可达几个厘米,而LIDAR系统的精确度除了激光本身因素,还取决于激光、GPS及惯性测量单元(IMU)三者同步等内在因素。随着商用GPS及IMU的发展,通过LIDAR从移动平台上(如在飞机上)获得高精度的数据已经成为可能并被广泛应用。   LIDAR系统包括一个单束窄带激光器和一个接收系统。激光器产生并发射一束光脉冲,打在物体上并反射回来,最终被接收器所接收。接收器准确地测量光脉冲从发射到被反射回的传播时间。因为光脉冲以光速传播,所以接收器总会在下一个脉冲发出之前收到收到前一个被反射回的脉冲。鉴于光速是已知的,传播时间即可被转换为对距离的测量。结合激光器的高度,激光扫描角度,从GPS得到的激光器的位置和从INS得到的激光发射方向,就可以准确地计算出每一个地面光斑的座标X,Y,Z。激光束发射的频率可以从每秒几个脉冲到每秒几万个脉冲。举例而言,一个频率为每秒一万次脉冲的系统,接收器将会在一分钟内记录六十万个点。一般而言,LIDAR系统的地面光斑间距在2-4m不等。 激光雷达的妙用   激光雷达是一种工作在从红外到紫外光谱段的雷达系统,其原理和构造与激光测距仪极为相似。科学家把利用激光脉冲进行探测的称为脉冲激光雷达,把利用连续波激光束进行探测的称为连续波激光雷达。激光雷达的作用是能精确测量目标位置(距离和角度)、运动状态(速度、振动和姿态)和形状,探测、识别、分辨和跟踪目标。经过多年努力,科学家们已研制出火控激光雷达、侦测激光雷达、导弹制导激光雷达、靶场测量激光雷达、导航激光雷达等。   直升机障碍物规避激光雷达   目前,激光雷达在低空飞行直升机障碍物规避、化学/生物战剂探测和水下目标探测等方面已进入实用阶段,其它军事应用研究亦日趋成熟。   直升机在进行低空巡逻飞行时,极易与地面小山或建筑物相撞。为此,研制能规避地面障碍物的直升机机载雷达是人们梦寐以求的愿望。目前,这种雷达已在美国、德国和法国获得了成功。   美国研制的直升机超低空飞行障碍规避系统,使用固体激光二极管发射机和旋转全息扫描器可检测直升机前很宽的空域,地面障碍物信息实时显示在机载平视显示器或头盔显示器上,为安全飞行起了很大的保障作用。   德国戴姆勒.奔驰宇航公司研制成功的Hel??las障碍探测激光雷达更高一筹,它是一种固体1.54微米成像激光雷达,视场为32度× 32度,能探测300―500米距离内直径1厘米粗的电线,将装在新型EC―135和EC―155直升机上。   法国达索电子公司和英国马可尼公司联合研制的吊舱载CLARA激光雷达具有多种功能,采用CO2激光器。不但能探测标杆和电缆之类的障碍,还具有地形跟踪、目标测距和指示、活动目标指示等功能,适用于飞机和直升机。   化学战剂探测激光雷达   传统的化学战剂探测装置由士兵肩负,一边探测一边前进,探测速度慢,且士兵容易中毒。   俄罗斯研制成功的KDKhr―1N远距离地面激光毒气报警系统,可以实时地远距离探测化学毒剂攻击,确定毒剂气溶胶云的斜距、中心厚度、离地高度、中心角坐标以及毒剂相关参数,并可通过无线电通道或有线线路向部队自动控制系统发出报警信号,比传统探测前进了一大步。   德国研制成功的VTB―1型遥测化学战剂传感器技术更加先进,它使用两台9― 11微米、可在40个频率上调节的连续波CO2激光器,利用微分吸收光谱学原理遥测化学战剂,既安全又准确。   机载海洋激光雷达   传统的水中目标探测装置是声纳。根据声波的发射和接收方式,声纳可分为主动式和被动式,可对水中目标进行警戒、搜索、定性和跟踪。但它体积很大,重量一般在600公斤以上,有的甚至达几十吨重。而激光雷达是利用机载蓝绿激光器发射和接收设备,通过发射大功率窄脉冲激光,探测海面下目标并进行分类,既简便,精度又高。   迄今,机载海洋激光雷达已发展了三代产品。20世纪90年代研制成功的第三代系统以第二代系统为基础,增加了GPS定位和定高功能,系统与自动导航仪接口,实现了航线和高度的自动控制。   成像激光雷达可水下探物   美国诺斯罗普公司为美国国防高级研究计划局研制的ALARMS机载水雷探测系统,具有自动、实时检测功能和三维定位能力,定位分辨率高,可以24小时工作,采用卵形扫描方式探测水下可疑目标。 美国卡曼航天公司研制成功的机载水下成像激光雷达,最大特点是可对水下目标成像。由于成像激光雷达的每个激光脉冲覆盖面积大,因此其搜索效率远远高于非成像激光雷达。另外,成像激光雷达可以显示水下目标的形状等特征,更加便于识别目标,这已是成像激光雷达的一大优势。 History and Vision History Velodyne's expertise with laser distance measurement started by participating in the 2005 Grand Challenge sponsored by the Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA).A race for autonomous vehicles across the Mojave desert, DARPA's goal was to stimulate autonomous vehicle technology development for both military and commercial applications. Velodyne founders Dave and Bruce Hall entered the competition as Team DAD (Digital Audio Drive), traveling 6.2 miles in the first event and 25 miles in the second. The team developed technology for visualizing the environment, first using a dual video camera approach and later developing the laser-based system that laid the foundation for Velodyne's current products. The first Velodyne LIDAR scanner was about 30 inches in diameter and weighed close to 100 lbs. Choosing to commercialize the LIDAR scanner instead of competing in subsequent challenge events, Velodyne was able to dramatically reduce the sensor's size and weight while also improving performance. Velodyne's HDL-64E sensor was the primary means of terrain map construction and obstacle detection for all the top DARPA Urban Challenge teams. Vision Velodyne's ultimate vision for its LIDAR technology is simple: to save lives. We see the day where this sensor technology is deployed on every vehicle in the world. While traditional LIDAR sensors have relied on fixed electronics and rotating mirrors to deliver a 3-D terrain map, the rotation of an entire array of multiple fixed lasers has proven to be a quantum leap forward in sensing technology. This accomplishment has been termed a "disruptive event" by car safety research groups, who see the technology as a reason to rethink all that we know about vehicle sensors and the safety systems they enable. Until the day when we help eliminate automobile-relatedcasualties, Velodyne plans to market its unique LIDAR technology wherever sophisticated 3-D environment understanding is required: robotics, map capture, surveying, autonomous navigation, automotive safety ystems, and industrial applications. 激光雷达介绍   激光雷达   LiDAR(LightLaser Deteetion and Ranging),是激光探测及测距系统的简称。   用激光器作为辐射源的雷达。激光雷达是激光技术与雷达技术相结合的产物 。由发射机 、天线 、接收机 、跟踪架及信息处理等部分组成。发射机是各种形式的激光器,如二氧化碳激光器、掺钕钇铝石榴石激光器、半导体激光器及波长可调谐的固体激光器等;天线是光学望远镜;接收机采用各种形式的光电探测器,如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外和可见光多元探测器件等。激光雷达采用脉冲或连续波2种工作方式,探测方法分直接探测与外差探测。 激光雷达的历史   自从1839年由Daguerre和Niepce拍摄第一张像片以来,利用像片制作像片平面图(X、Y)技术一直沿用至今。到了1901年荷兰人Fourcade发明了摄影测量的立体观测技术,使得从二维像片可以获取地面三维数据(X、Y、Z)成为可能。一百年以来,立体摄影测量仍然是获取地面三维数据最精确和最可靠的技术,是国家基本比例尺地形图测绘的重要技术。   随着科学技术的发展和计算机及高新技术的广泛应用,数字立体摄影测量也逐渐发展和成熟起来,并且相应的软件和数字立体摄影测量工作站已在生产部门普及。但是摄影测量的工作流程基本上没有太大的变化,如航空摄影-摄影处理-地面测量(空中三角测量)-立体测量-制图(DLG、DTM、GIS及其他)的模式基本没有大的变化。这种生产模式的周期太长,以致于不适应当前信息社会的需要,也不能满足&ldquo 数字地球&rdquo 对测绘的要求。   LIDAR测绘技术空载激光扫瞄技术的发展,源自1970年,美国航天局(NASA)的研发。因全球定位系统(Global PositioningSystem、GPS)及惯性导航系统(InertialInertiNavigation System、INS)的发展,使精确的即时定位及姿态付诸实现。德国Stuttgart大学于1988到1993年间将激光扫描技术与即时定位定姿系统结合,形成空载激光扫描仪(Ackermann-19)。之后,空载激光扫瞄仪随即发展相当快速,约从1995年开始商业化,目前已有10多家厂商生产空载激光扫瞄仪,可选择的型号超过30种(Baltsavias-1999)。研发空载激光扫瞄仪的原始目的是观测多重反射(multiple echoes)的观测值,测出地表及树顶的高度模型。由于其高度自动化及精确的观测成果用空载激光扫瞄仪为主要的DTM生产工具。   激光扫描方法不仅是军内获取三维地理信息的主要途径,而且通过该途径获取的数据成果也被广泛应用于资源勘探、城市规划、农业开发、水利工程、土地利用、环境监测、交通通讯、防震减灾及国家重点建设项目等方面,为国民经济、社会发展和科学研究提供了极为重要的原始资料,并取得了显著的经济效益,展示出良好的应用前景。低机载LIDAR地面三维数据获取方法与传统的测量方法相比,具有生产数据外业成本低及后处理成本的优点。目前,广大用户急需低成本、高密集、快速度、高精度的数字高程数据或数字表面数据,机载LIDAR技术正好满足这个需求,因而它成为各种测量应用中深受欢迎的一个高新技术。   快速获取高精度的数字高程数据或数字表面数据是机载LIDAR技术在许多领域的广泛应用的前提,因此,开展机载LIDAR数据精度的研究具有非常重要的理论价值和现实意义。在这一背景下,国内外学者对提高机载LIDAR数据精度做了大量研究。   由于飞行作业是激光雷达航测成图的第一道工序,它为后续内业数据处理提供直接起算数据。按照测量误差原理和制定&ldquo 规范&rdquo 的基本原则,都要求前一工序的成果所包含的误差,对后一工序的影响应为最小。因此,通过研究机载激光雷达作业流程,优化设计作业方案来提高数据质量,是非常有意义的。 LiDAR的基本原理   LIDAR是一种集激光,全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS)三种技术与一身的系统,用于获得数据并生成精确的DEM。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。它又分为目前日臻成熟的用于获得地面数字高程模型(DEM)的地形LIDAR系统和已经成熟应用的用于获得水下DEM的水文LIDAR系统,这两种系统的共同特点都是利用激光进行探测和测量,这也正是LIDAR一词的英文原译,即:LIght Detection And Ranging - LIDAR。   激光本身具有非常精确的测距能力,其测距精度可达几个厘米,而LIDAR系统的精确度除了激光本身因素,还取决于激光、GPS及惯性测量单元(IMU)三者同步等内在因素。随着商用GPS及IMU的发展,通过LIDAR从移动平台上(如在飞机上)获得高精度的数据已经成为可能并被广泛应用。   LIDAR系统包括一个单束窄带激光器和一个接收系统。激光器产生并发射一束光脉冲,打在物体上并反射回来,最终被接收器所接收。接收器准确地测量光脉冲从发射到被反射回的传播时间。因为光脉冲以光速传播,所以接收器总会在下一个脉冲发出之前收到收到前一个被反射回的脉冲。鉴于光速是已知的,传播时间即可被转换为对距离的测量。结合激光器的高度,激光扫描角度,从GPS得到的激光器的位置和从INS得到的激光发射方向,就可以准确地计算出每一个地面光斑的座标X,Y,Z。激光束发射的频率可以从每秒几个脉冲到每秒几万个脉冲。举例而言,一个频率为每秒一万次脉冲的系统,接收器将会在一分钟内记录六十万个点。一般而言,LIDAR系统的地面光斑间距在2-4m不等。 激光雷达的妙用   激光雷达是一种工作在从红外到紫外光谱段的雷达系统,其原理和构造与激光测距仪极为相似。科学家把利用激光脉冲进行探测的称为脉冲激光雷达,把利用连续波激光束进行探测的称为连续波激光雷达。激光雷达的作用是能精确测量目标位置(距离和角度)、运动状态(速度、振动和姿态)和形状,探测、识别、分辨和跟踪目标。经过多年努力,科学家们已研制出火控激光雷达、侦测激光雷达、导弹制导激光雷达、靶场测量激光雷达、导航激光雷达等。   直升机障碍物规避激光雷达   目前,激光雷达在低空飞行直升机障碍物规避、化学/生物战剂探测和水下目标探测等方面已进入实用阶段,其它军事应用研究亦日趋成熟。   直升机在进行低空巡逻飞行时,极易与地面小山或建筑物相撞。为此,研制能规避地面障碍物的直升机机载雷达是人们梦寐以求的愿望。目前,这种雷达已在美国、德国和法国获得了成功。   美国研制的直升机超低空飞行障碍规避系统,使用固体激光二极管发射机和旋转全息扫描器可检测直升机前很宽的空域,地面障碍物信息实时显示在机载平视显示器或头盔显示器上,为安全飞行起了很大的保障作用。   德国戴姆勒.奔驰宇航公司研制成功的Hel??las障碍探测激光雷达更高一筹,它是一种固体1.54微米成像激光雷达,视场为32度× 32度,能探测300―500米距离内直径1厘米粗的电线,将装在新型EC―135和EC―155直升机上。   法国达索电子公司和英国马可尼公司联合研制的吊舱载CLARA激光雷达具有多种功能,采用CO2激光器。不但能探测标杆和电缆之类的障碍,还具有地形跟踪、目标测距和指示、活动目标指示等功能,适用于飞机和直升机。   化学战剂探测激光雷达   传统的化学战剂探测装置由士兵肩负,一边探测一边前进,探测速度慢,且士兵容易中毒。   俄罗斯研制成功的KDKhr―1N远距离地面激光毒气报警系统,可以实时地远距离探测化学毒剂攻击,确定毒剂气溶胶云的斜距、中心厚度、离地高度、中心角坐标以及毒剂相关参数,并可通过无线电通道或有线线路向部队自动控制系统发出报警信号,比传统探测前进了一大步。   德国研制成功的VTB―1型遥测化学战剂传感器技术更加先进,它使用两台9― 11微米、可在40个频率上调节的连续波CO2激光器,利用微分吸收光谱学原理遥测化学战剂,既安全又准确。   机载海洋激光雷达   传统的水中目标探测装置是声纳。根据声波的发射和接收方式,声纳可分为主动式和被动式,可对水中目标进行警戒、搜索、定性和跟踪。但它体积很大,重量一般在600公斤以上,有的甚至达几十吨重。而激光雷达是利用机载蓝绿激光器发射和接收设备,通过发射大功率窄脉冲激光,探测海面下目标并进行分类,既简便,精度又高。   迄今,机载海洋激光雷达已发展了三代
  • 英国新型激光雷达系统,使超快的低光检测成为可能
    近日,英国科学家首次展示了一种新型激光雷达系统,其使用量子探测技术在水下获取3D图像。该系统拥有极高的灵敏度,即便在水下极低的光线条件下也能捕获详细信息,可用于检查水下风电场电缆和涡轮机等设备的水下结构,也可用于监测或勘测水下考古遗址,以及用于安全和防御等领域。 在水下实时获取物体的3D图像极具挑战性,因为水中的任何粒子都会散射光并使图像失真。基于量子的单光子探测技术具有极高的穿透力,即使在弱光条件下也能工作。在最新研究中,研究人员设计了一个激光雷达系统,该系统使用绿色脉冲激光源来照亮目标场景。反射的脉冲照明由单光子探测器阵列检测,这一方法使超快的低光检测成为可能,并在光子匮乏的环境(如高度衰减的水)中大幅减少测量时间。激光雷达系统通过测量飞行时间(激光从目标物体反射并返回系统接收器所需的时间)来创建图像。通过皮秒计时分辨率测量飞行时间,研究人员可以解析目标的毫米细节。最新方法还能区分目标反射的光子和水中颗粒反射的光子,使其特别适合在高度浑浊的水中进行3D成像。他们还开发了专门用于在高散射条件下成像的算法,并将其与图形处理单元硬件结合使用。在3种不同浊度水平下的实验表明,在3 m距离的受控高散射场景中,3D成像取得了成功。量子检测技术在陆地上的应用,较多见诸报道。其实这种技术在水下的应用,同样空间广阔。例如,利用它进行海底地形勘测、水下考古、海底设备检测等等。不过,将这种技术应用于水下,绝对不意味着将其直接“照搬”。以在海洋中的应用为例,需要考虑海水的腐蚀性、洋流的运动、海底光照条件等多种特殊因素。因此需要使用特殊的耐腐蚀材料,进行特殊的设计,以更加适应水下环境的应用。
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