LiDAR還能夠用于確定測量目標(biāo)的速度。這可以通過多普勒方法或快速連續(xù)測距來實現(xiàn)。例如,可以使用LiDAR系統(tǒng)測量風(fēng)速和車速。另外,LiDAR系統(tǒng)能夠用于建立動態(tài)場景的三維模型,這是自動駕駛中會遇到的情形。這可以通過多種方式來實現(xiàn),通常使用的是掃描的方式。LiDAR 技術(shù)中的挑戰(zhàn),在可實現(xiàn)的LiDAR系統(tǒng)中存在一些眾所周知的挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)根據(jù)LiDAR系統(tǒng)的類型有所不同。以下是一些示例:隔離和抑制發(fā)射光束的信號——探測光束的輻射亮度通常遠大于回波光束。必須注意確保探測光束不會被系統(tǒng)自身反射或散射回接收器,否則探測器將會因為飽和而無法探測外部目標(biāo)。激光雷達在地震勘測和災(zāi)害預(yù)警中的應(yīng)用可幫助準(zhǔn)確評估地質(zhì)構(gòu)造和地下運動情況,保護人民生命財產(chǎn)安全。mid-40激光雷達制造
LiDAR 數(shù)據(jù)通常在空中收集,如NOAA在加州大蘇爾Bixby大橋上空的調(diào)查飛機(右圖)。這里的LiDAR數(shù)據(jù)顯示了Bixby大橋的俯視圖(左上)和側(cè)視圖(左下)。NOAA的科學(xué)家使用基于LiDAR的裝置檢查自然和人造環(huán)境。LiDAR數(shù)據(jù)支持洪水和風(fēng)暴潮建模、水動力建模、海岸線測繪、應(yīng)急響應(yīng)、水文測量以及海岸脆弱性分析等活動。此外,地形LiDAR使用近紅外激光繪制地形和建筑物地圖,而測深LiDAR使用透水綠光繪制海底和河床地圖。在農(nóng)業(yè)中,LiDAR可用于繪制拓撲圖和作物生長圖,從而提供有關(guān)肥料需求和灌溉需求的信息。福建Hap激光雷達激光雷達在野生動物保護中用于監(jiān)測動物的活動范圍和習(xí)性。
在三維模型重建方面,較初的研究集中于鄰接關(guān)系和初始姿態(tài)均已知時的點云精配準(zhǔn)、點云融合以及三維表面重建。在此,鄰接關(guān)系用以指明哪些點云與給定的某幅點云之間具有一定的重疊區(qū)域,該關(guān)系通常通過記錄每幅點云的掃描順序得到。而初始姿態(tài)則依賴于轉(zhuǎn)臺標(biāo)定、物體表面標(biāo)記點或者人工選取對應(yīng)點等方式實現(xiàn)。這類算法需要較多的人工干預(yù),因而自動化程度不高。接著,研究人員轉(zhuǎn)向點云鄰接關(guān)系已知但初始姿態(tài)未知情況下的三維模型重建,常見方法有基于關(guān)鍵點匹配、基于線匹配、以及基于面匹配 等三類算法。
激光雷達對策:在實際使用中,對環(huán)境中的透明介質(zhì),特別是表面接近鏡面的透明介質(zhì),需要做特殊處理,避免產(chǎn)生不穩(wěn)定或錯誤的測量結(jié)果。具體的處理方式可以是對介質(zhì)表面做漫反射半透明處理,降低透明度和反射能力,或者在處理測量數(shù)據(jù)時對這些位置做屏蔽。當(dāng)雷達對鏡面目標(biāo)進行測量時,需要注意??!只當(dāng)目標(biāo)表面與入射激光垂直時才能有效測量,如果激光入射角不垂直,其漫反射率很低,導(dǎo)致無法有效測量,實際測量到的結(jié)果是鏡面反射光路上的鏡像目標(biāo)距離,雷達投射在鏡面目標(biāo)產(chǎn)生了全反射,全反射光投射在目標(biāo),雷達實際測試出距離是虛線邊框目標(biāo)距離。三維激光雷達能夠提供目標(biāo)物體的空間位置和形態(tài)信息,為智能導(dǎo)航和環(huán)境感知提供強大支持。
目前的激光雷達,不光只有光探測與測量,更是一種集激光、全球定位系統(tǒng)(GPS)和IMU(InertialMeasurementUnit,慣性測量裝置)三種技術(shù)于一身的系統(tǒng),用于獲得數(shù)據(jù)并生成精確的DEM(數(shù)字高程模型)。這三種技術(shù)的結(jié)合,可以高度準(zhǔn)確地定位激光束打在物體上的光斑,測距精度可達厘米級,激光雷達較大的優(yōu)勢就是"精確"和"快速、高效作業(yè)"。隨著激光雷達技術(shù)的進步與發(fā)展,星載激光雷達的研制和應(yīng)用在20世紀(jì)90年代逐步成熟。2003年,NASA根據(jù)早先提出的采用星載激光雷達測量兩極地區(qū)冰面變化的計劃,正式將地學(xué)激光測高儀列入地球觀測系統(tǒng)中,并將其搭載在冰體、云量和陸地高度監(jiān)測衛(wèi)星上發(fā)射升空運行。激光雷達的掃描模式多樣,適應(yīng)不同場景的需求。深圳激光雷達供應(yīng)
激光雷達在考古發(fā)掘中用于繪制遺址的三維模型。mid-40激光雷達制造
回波模式,即周期采集點數(shù),因為激光雷達在旋轉(zhuǎn)掃描,因此水平方向上掃描的點數(shù)和激光雷達的掃描頻率有一定的關(guān)系,掃描越快則點數(shù)會相對較少,掃描慢則點數(shù)相對較多。一般這個參數(shù)也被稱為水平分辨率,比如激光雷達的水平分辨率為 0.2°,那么掃描的點數(shù)為 360°/0.2°=1800,也就是說水平方向會掃描1800次。次。同一輪發(fā)光測距的不同回波數(shù)據(jù),比如同時包含較強回波和較晚回波。有效檢測距離,激光雷達是一個收發(fā)異軸的光學(xué)系統(tǒng)(其實所有的機械雷達都是),也就是說,發(fā)射出去的激光光路,和返回的激光光路,并不重合。mid-40激光雷達制造