激光雷達(dá)測(cè)繪
近年來(lái),一個(gè)叫激光雷達(dá)的家伙進(jìn)入了測(cè)繪各個(gè)領(lǐng)域,很多人對(duì)它感覺(jué)很陌生,其實(shí)不然,他可是老家伙了,我們所熟知的地球與月亮的距離,就是通過(guò)激光測(cè)距技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。激光測(cè)距的原理很簡(jiǎn)單,就是通過(guò)測(cè)量激光從發(fā)射到月面反射光到達(dá)地球的時(shí)間,乘以光速再除以2,就是地月距離了。 為了保障激光能夠很好地反射回來(lái),登月的美國(guó)人特地在月球上放置了這樣一面反射鏡,以保障激光很好地反射回來(lái)。
隨著GPS和IMU(慣性導(dǎo)航技術(shù))的發(fā)展,使精確的即時(shí)定位、定姿成為可能,很多廠商發(fā)現(xiàn),這家伙用來(lái)干測(cè)繪非常適合,所以近年來(lái)激光雷達(dá)就被推到了各位的面前。有人看見(jiàn)激光雷達(dá),心中會(huì)冒出來(lái)一個(gè)疑惑:
激光雷達(dá)和雷達(dá)有什么區(qū)別?
激光雷達(dá)是雷達(dá)么?
答案:是!
不信我們看下圖:
他們的區(qū)別就和名字一樣簡(jiǎn)單易懂 ,激光雷達(dá)就是,發(fā)射激光的雷達(dá)。在原理上基本類似,只是激光雷達(dá)發(fā)射的是一條直線的光束,而雷達(dá)發(fā)射出去的是一個(gè)錐狀的電磁波波束。
按照用途,我們可以把激光傳感器分為兩類,即避障級(jí)和高精度測(cè)繪級(jí),通過(guò)對(duì)比我們可以發(fā)現(xiàn)在一些關(guān)鍵參數(shù)上,如角分辨率、視場(chǎng)角、測(cè)量距離、測(cè)量速率、測(cè)量精度、多次回波技術(shù)、多周期回波技術(shù)等,這兩類激光傳感器有較大差別。接下來(lái)我們著重聊一下測(cè)繪激光雷達(dá)。
測(cè)繪激光雷達(dá)是將激光傳感器、GNSS、IMU和相機(jī)集成在一起的一個(gè)系統(tǒng),通過(guò)各個(gè)傳感器的參數(shù)標(biāo)定,可以精確計(jì)算出傳感器之間的位置偏差,以及不同坐標(biāo)系間轉(zhuǎn)換所用到的旋轉(zhuǎn)角,從而將獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的相對(duì)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成大地坐標(biāo)??傊梢赃呑哌厭?,而且掃出來(lái)的點(diǎn)全是大地坐標(biāo)!就是這么炫酷!
在使用激光雷達(dá)做測(cè)繪時(shí),我們一般可以采用汽車、無(wú)人機(jī)、有人機(jī)等移動(dòng)平臺(tái)作為載體,將移動(dòng)中的激光原始數(shù)據(jù)、GNSS數(shù)據(jù)、IMU數(shù)據(jù),后期通過(guò)Post-processing模式的后處理得到厘米級(jí)精度POS數(shù)據(jù),基于POS和原始激光數(shù)據(jù)生成我們常??吹降募す恻c(diǎn)云成果。
那么各搭載平臺(tái)間有什么差異,該如何選擇?
追求效率直接裝到直升機(jī)或者固定翼飛機(jī)上!
測(cè)量效率直接拉滿,但由于直升機(jī)或固定翼飛的較高,所以精度就差一些,一般在10CM左右,做大面積地形測(cè)繪可選取這種手段。
測(cè)區(qū)適合飛行,且對(duì)精度有要求,就用旋翼無(wú)人機(jī)。
使用旋翼無(wú)人機(jī)效率略遜于固定翼無(wú)人機(jī),但在精度控制方面更能得心應(yīng)手,可以達(dá)到5cm精度。機(jī)載激光雷達(dá)是一種萬(wàn)金油的組合,無(wú)論何種地形都能一顯身手。
特定城區(qū)或者街道環(huán)境,選用車載模式激光雷達(dá)車載模式。
只能掃描道路兩邊200米內(nèi)的數(shù)據(jù),掃描區(qū)域受限,一般道路改擴(kuò)建項(xiàng)目或者帶狀地形圖項(xiàng)目可以使用此種作業(yè)模式,100米內(nèi)的精度在5cm。