在空中應(yīng)用激光雷達繪測地形具有許多優(yōu)勢,對相關(guān)行業(yè)來說具有一定的參考意義。可靠耐用的小型激光雷達傳感器以厘米級的精度記錄地形,從而在減少人工繪測地形所耗費的時間和資金成本。
雖然將激光雷達傳感器應(yīng)用到無人機上是一個相對較新的概念,但在20世紀(jì)60年代,激光雷達技術(shù)就大量應(yīng)用在航空方面。例如,直升飛機、小型飛機甚至衛(wèi)星都配備了激光雷達來繪制地形或測量水體深度,這是迄今為止該技術(shù)的一項重要應(yīng)用。例如,就在去年,通過激光雷達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。
激光雷達傳感器如何探測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,測量飛行過程中每個點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,需要每個點的高程信息。借助多次回波等功能,傳感器還可以不受植被影響探測自身到地面的高度。
激光雷達安裝在無人機上涌現(xiàn)出更多新的應(yīng)用
隨著無人機和激光雷達傳感器的發(fā)展,同時涌現(xiàn)了很多新的應(yīng)用領(lǐng)域,配備激光雷達的飛行器可以帶來更大的使用價值。現(xiàn)代無人機有可能徹底改變很多的工業(yè)應(yīng)用,從地形測量到貨物運輸,都可以看到引入激光雷達所帶來的效益。而且,隨著科技的不斷進步,激光雷達變得越來越緊湊、輕巧、魯棒性強,非常適合集成在無人機上,成為一個激動人心的新型應(yīng)用。
輕巧、魯棒性強成為空中應(yīng)用的巨大優(yōu)勢
激光雷達傳感器應(yīng)用到無人機上,需要滿足一系列性能要求,其中最重要的是重量。無人機在飛行時對重量極為敏感,尤其是在運輸貨物的情況下。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,對整個無人機系統(tǒng)來說就越好。航空應(yīng)用還要求設(shè)備具有強魯棒性。例如,LiDAR傳感器需要耐機械振動,在采集過程中也需要保證數(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。為自動飛行提供支持
具有上述特性的激光雷達傳感器,不僅可以實現(xiàn)多種應(yīng)用,還可以實現(xiàn)無人機自動飛行。自動飛行像自動駕駛一樣檢測無人機周圍環(huán)境,并快速識別飛行路徑中的障礙物,從而避開障礙。激光雷達還可以幫助無人機準(zhǔn)確檢測著陸點。從牲畜到集裝箱再到軌道:多功能應(yīng)用
激光雷達傳感器可以捕獲需要關(guān)注的數(shù)據(jù)并監(jiān)測大面積區(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。無人機嵌入激光雷達傳感器的使用案例很多:借助激光雷達空中檢測,大大簡化了地形圖繪制。以前,通常使用經(jīng)緯儀和測量桿手動測量面積。現(xiàn)在,這種耗時的方法被全自動無人機所取代。激光雷達傳感器可測量地形并創(chuàng)建該區(qū)域的厘米級精度數(shù)字地圖。這種繪制的方法比以前的技術(shù)耗時更少,并且也更加精確。農(nóng)業(yè)領(lǐng)域也有很多應(yīng)用。例如,可以在飛行過程中通過檢測放牧區(qū)域并實時分析點云來監(jiān)視牛群。根據(jù)動物的體積,可以輕松確定它們的數(shù)量。同樣,農(nóng)民無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??偟膩碚f,所有的數(shù)據(jù)都可以用一架裝有激光雷達的自動飛行無人機記錄下來。


為眾多不同領(lǐng)域帶來增值收益
無人機和激光雷達技術(shù)的進步推進了農(nóng)業(yè)、林業(yè)、港口相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展,而且這一趨勢在未來幾年將不斷上升。HK Cube 1固態(tài)激光雷達
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典型應(yīng)用范圍:1.5-75米
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最大探測范圍:250米
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測距分辨率:<1cm
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最大視場: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,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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