在空中應(yīng)用激光雷達(dá)繪測(cè)地形具有許多優(yōu)勢(shì),對(duì)相關(guān)行業(yè)來(lái)說(shuō)具有一定的參考意義??煽磕陀玫男⌒图す饫走_(dá)傳感器以厘米級(jí)的精度記錄地形,從而在減少人工繪測(cè)地形所耗費(fèi)的時(shí)間和資金成本。
雖然將激光雷達(dá)傳感器應(yīng)用到無(wú)人機(jī)上是一個(gè)相對(duì)較新的概念,但在20世紀(jì)60年代,激光雷達(dá)技術(shù)就大量應(yīng)用在航空方面。例如,直升飛機(jī)、小型飛機(jī)甚至衛(wèi)星都配備了激光雷達(dá)來(lái)繪制地形或測(cè)量水體深度,這是迄今為止該技術(shù)的一項(xiàng)重要應(yīng)用。例如,就在去年,通過(guò)激光雷達(dá)航空影像在墨西哥發(fā)現(xiàn)了一處完全隱藏在植被下的瑪雅人居住地。
激光雷達(dá)傳感器如何探測(cè)掩埋在叢林深處的廢墟?集成在飛行器中的傳感器向下掃描地球表面,測(cè)量飛行過(guò)程中每個(gè)點(diǎn)地面與傳感器之間的精確距離。因此,生成一幅準(zhǔn)確的地圖,需要每個(gè)點(diǎn)的高程信息。借助多次回波等功能,傳感器還可以不受植被影響探測(cè)自身到地面的高度。
激光雷達(dá)安裝在無(wú)人機(jī)上涌現(xiàn)出更多新的應(yīng)用
隨著無(wú)人機(jī)和激光雷達(dá)傳感器的發(fā)展,同時(shí)涌現(xiàn)了很多新的應(yīng)用領(lǐng)域,配備激光雷達(dá)的飛行器可以帶來(lái)更大的使用價(jià)值。現(xiàn)代無(wú)人機(jī)有可能徹底改變很多的工業(yè)應(yīng)用,從地形測(cè)量到貨物運(yùn)輸,都可以看到引入激光雷達(dá)所帶來(lái)的效益。而且,隨著科技的不斷進(jìn)步,激光雷達(dá)變得越來(lái)越緊湊、輕巧、魯棒性強(qiáng),非常適合集成在無(wú)人機(jī)上,成為一個(gè)激動(dòng)人心的新型應(yīng)用。
輕巧、魯棒性強(qiáng)成為空中應(yīng)用的巨大優(yōu)勢(shì)
激光雷達(dá)傳感器應(yīng)用到無(wú)人機(jī)上,需要滿足一系列性能要求,其中最重要的是重量。無(wú)人機(jī)在飛行時(shí)對(duì)重量極為敏感,尤其是在運(yùn)輸貨物的情況下。此外,由于可安裝空間較小,必須優(yōu)化傳感器的尺寸和其他附件(如電池)。因此,傳感器體積越小、重量越小,對(duì)整個(gè)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)就越好。航空應(yīng)用還要求設(shè)備具有強(qiáng)魯棒性。例如,LiDAR傳感器需要耐機(jī)械振動(dòng),在采集過(guò)程中也需要保證數(shù)據(jù)的魯棒性。傳感器在各種天氣和陽(yáng)光下正常工作,必須具有濾波功能以防止環(huán)境光和天氣影響而誤報(bào)。為自動(dòng)飛行提供支持
具有上述特性的激光雷達(dá)傳感器,不僅可以實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用,還可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)自動(dòng)飛行。自動(dòng)飛行像自動(dòng)駕駛一樣檢測(cè)無(wú)人機(jī)周圍環(huán)境,并快速識(shí)別飛行路徑中的障礙物,從而避開障礙。激光雷達(dá)還可以幫助無(wú)人機(jī)準(zhǔn)確檢測(cè)著陸點(diǎn)。從牲畜到集裝箱再到軌道:多功能應(yīng)用
激光雷達(dá)傳感器可以捕獲需要關(guān)注的數(shù)據(jù)并監(jiān)測(cè)大面積區(qū)域。空中監(jiān)視相比于任何的人工地面監(jiān)視都更具有優(yōu)勢(shì)。無(wú)人機(jī)嵌入激光雷達(dá)傳感器的使用案例很多:借助激光雷達(dá)空中檢測(cè),大大簡(jiǎn)化了地形圖繪制。以前,通常使用經(jīng)緯儀和測(cè)量桿手動(dòng)測(cè)量面積。現(xiàn)在,這種耗時(shí)的方法被全自動(dòng)無(wú)人機(jī)所取代。激光雷達(dá)傳感器可測(cè)量地形并創(chuàng)建該區(qū)域的厘米級(jí)精度數(shù)字地圖。這種繪制的方法比以前的技術(shù)耗時(shí)更少,并且也更加精確。農(nóng)業(yè)領(lǐng)域也有很多應(yīng)用。例如,可以在飛行過(guò)程中通過(guò)檢測(cè)放牧區(qū)域并實(shí)時(shí)分析點(diǎn)云來(lái)監(jiān)視牛群。根據(jù)動(dòng)物的體積,可以輕松確定它們的數(shù)量。同樣,農(nóng)民無(wú)需開車到田地或放牧區(qū)域,也可以得知飼養(yǎng)水平和作物產(chǎn)量??偟膩?lái)說(shuō),所有的數(shù)據(jù)都可以用一架裝有激光雷達(dá)的自動(dòng)飛行無(wú)人機(jī)記錄下來(lái)。


為眾多不同領(lǐng)域帶來(lái)增值收益
無(wú)人機(jī)和激光雷達(dá)技術(shù)的進(jìn)步推進(jìn)了農(nóng)業(yè)、林業(yè)、港口相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展,而且這一趨勢(shì)在未來(lái)幾年將不斷上升。HK Cube 1固態(tài)激光雷達(dá)
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典型應(yīng)用范圍:1.5-75米
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最大探測(cè)范圍:250米
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測(cè)距分辨率:<1cm
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最大視場(chǎng):70°×30°(可調(diào))
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垂直分辨率:每幀5-400條掃描線(可調(diào))
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水平分辨率:0.4°-1.0°(可調(diào))
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IMU輸出:3軸加速度計(jì),3軸陀螺儀
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設(shè)備端數(shù)據(jù)處理:智能背景減法、姿態(tài)校正變換

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