Negli ultimi anni, un ragazzo di nome Lidar è entrato in vari campi del rilievo e della mappatura. Molte persone si sentono molto poco familiari con esso. In effetti, è un vecchio. La distanza tra la Terra e la Luna come la conosciamo è ottenuta attraverso la tecnologia del raggio laser. . Il principio del raggio laser è molto semplice, cioè misurando il tempo da quando il laser viene emesso al momento in cui la luce riflessa dalla luna raggiunge la terra, moltiplicandola per la velocità della luce e dividendo per 2, è la distanza tra la terra e la luna. Al fine di garantire che la luce laser possa essere riflessa bene, gli americani che sono atterrati sulla luna hanno appositamente posizionato uno specchio di questo tipo sulla luna per garantire che la luce laser venga riflessa bene.
Atterraggio umano sulla luna
Con lo sviluppo del GPS e dell'IMU (tecnologia di navigazione inerziale), è possibile un posizionamento accurato in tempo reale e una determinazione dell'assetto. Molti produttori hanno scoperto che questo ragazzo è molto adatto per il rilevamento e la mappatura a secco, quindi negli ultimi anni, Lidar è stata spinta da te. Quando qualcuno vede lidar, un dubbio apparirà nelle loro menti:
Qual'è la differenza tra lidar e radar?
Lidar è un radar?
la risposta è!
Se non ci credi, guarda l'immagine qui sotto:
La differenza tra lidar e radar
La differenza tra loro è semplice e comprensibile come il nome. Lidar è un radar che emette luce laser. Il principio è sostanzialmente simile, tranne per il fatto che il lidar emette un raggio diritto, mentre il radar emette un fascio di onde elettromagnetiche a forma di cono.
In base allo scopo, possiamo dividere i sensori laser in due categorie, vale a dire, livello di prevenzione degli ostacoli e livello di rilevamento e mappatura ad alta precisione. Attraverso il confronto, possiamo scoprire che alcuni parametri chiave, come la risoluzione angolare, il campo visivo, la distanza di misurazione, la velocità di misurazione, la precisione di misurazione, la tecnologia dell'eco multipla, la tecnologia dell'eco multi-ciclo, ecc., Questi due tipi di sensori laser sono abbastanza diverso. Successivamente, ci concentreremo sul rilevamento e la mappatura del lidar.
Rilevamento e mappatura lidar è un sistema che integra sensori laser, GNSS, IMU e telecamere. Attraverso la calibrazione dei parametri di ciascun sensore, è possibile calcolare con precisione la deviazione di posizione tra i sensori e l'angolo di rotazione utilizzato per la conversione tra diversi sistemi di coordinate. In questo modo, le coordinate relative dei dati della nuvola di punti acquisiti vengono convertite in coordinate geodetiche. In breve, puoi scansionare mentre cammini ei punti che scansionano sono tutte coordinate geodetiche! È così bello!
Composizione del sistema lidar di misura
Composizione del sistema lidar di misura
Quando si utilizza il lidar per il rilevamento e la mappatura, in genere possiamo utilizzare piattaforme mobili come automobili, veicoli aerei senza pilota e aerei con equipaggio come portaerei. I dati laser grezzi, i dati GNSS e i dati IMU nel movimento possono essere ottenuti tramite post-elaborazione nella modalità di post-elaborazione. I dati POS di precisione a livello centimetrico si basano su POS e dati laser grezzi per generare risultati di nuvole di punti laser che spesso vediamo.
Allora quali sono le differenze tra le varie piattaforme e come scegliere?
Persegui l'efficienza e installalo direttamente su un elicottero o un velivolo ad ala fissa!
L'efficienza di misurazione è direttamente piena, ma poiché il volo in elicottero o ad ala fissa è più alto, la precisione è peggiore, generalmente intorno a 10 cm, questo metodo può essere selezionato per il rilevamento topografico di grandi aree.
L'area di rilevamento è adatta per il volo e la precisione è richiesta, quindi usa un UAV ad ala rotante.
L'efficienza dell'utilizzo di UAV ad ala rotante è leggermente inferiore a quella degli UAV ad ala fissa, ma è più utile in termini di controllo di precisione, che può raggiungere una precisione di 5 cm. Il lidar aereo è una combinazione di panacea, che può mostrare le sue abilità indipendentemente dal terreno.
Per aree urbane specifiche o ambienti stradali, selezionare la modalità di bordo modalità di bordo Lidar.
Può scansionare solo i dati entro 200 metri su entrambi i lati della strada e l'area di scansione è limitata. Questa modalità di funzionamento può essere utilizzata in progetti di ricostruzione e ampliamento stradale generale o progetti di mappe topografiche a strisce e la precisione entro 100 metri è di 5 cm.
Zaino come mezzo supplementare per colmare l'ultima lacuna
Dato che siamo un lidar multipiattaforma, possiamo anche effettuare misurazioni sulla nostra schiena. L'esistenza della modalità zaino serve a integrare le carenze dei diversi metodi operativi di cui sopra. Viene utilizzato per misurare alcuni luoghi in cui automobili e aeroplani non possono entrare, come la misurazione dello spazio sotterraneo, la misurazione della miniera, il calcolo del volume quadrato e così via. Poiché c'è una certa quantità di jitter artificiale quando le persone camminano con l'attrezzatura sulla schiena, generalmente è di circa 10 cm dopo l'elaborazione.
Negli ultimi anni, un ragazzo di nome Lidar è entrato in vari campi del rilievo e della mappatura. Molte persone si sentono molto poco familiari con esso. In effetti, è un vecchio. La distanza tra la Terra e la Luna come la conosciamo è ottenuta attraverso la tecnologia del raggio laser. . Il principio del raggio laser è molto semplice, cioè misurando il tempo da quando il laser viene emesso al momento in cui la luce riflessa dalla luna raggiunge la terra, moltiplicandola per la velocità della luce e dividendo per 2, è la distanza tra la terra e la luna. Al fine di garantire che la luce laser possa essere riflessa bene, gli americani che sono atterrati sulla luna hanno appositamente posizionato uno specchio di questo tipo sulla luna per garantire che la luce laser venga riflessa bene.
Con lo sviluppo del GPS e dell'IMU (tecnologia di navigazione inerziale), è possibile un posizionamento accurato in tempo reale e una determinazione dell'assetto. Molti produttori hanno scoperto che questo ragazzo è molto adatto per il rilevamento e la mappatura a secco, quindi negli ultimi anni, Lidar è stata spinta da te. Quando qualcuno vede lidar, un dubbio apparirà nelle loro menti:
Qual'è la differenza tra lidar e radar?
Lidar è un radar?
La differenza tra lidar e radar
La differenza tra loro è semplice e facile da capire come il nome. Lidar è un radar che emette laser, come la serie TOF-05D di CYNDAR. Il principio è sostanzialmente simile, tranne per il fatto che il lidar emette un raggio diritto, mentre il radar emette un fascio di onde elettromagnetiche a forma di cono.
In base allo scopo, possiamo dividere i sensori laser in due categorie, vale a dire, livello di prevenzione degli ostacoli e livello di rilevamento e mappatura ad alta precisione. Attraverso il confronto, possiamo scoprire che alcuni parametri chiave, come la risoluzione angolare, il campo visivo, la distanza di misurazione, la velocità di misurazione, la precisione di misurazione, la tecnologia dell'eco multipla, la tecnologia dell'eco multi-ciclo, ecc., Questi due tipi di sensori laser sono abbastanza diverso. Successivamente, ci concentreremo sul rilevamento e la mappatura del lidar.
Rilevamento e mappatura lidar è un sistema che integra sensori laser, GNSS, IMU e telecamere. Attraverso la calibrazione dei parametri di ciascun sensore, è possibile calcolare con precisione la deviazione di posizione tra i sensori e l'angolo di rotazione utilizzato per la conversione tra diversi sistemi di coordinate. In questo modo, le coordinate relative dei dati della nuvola di punti acquisiti vengono convertite in coordinate geodetiche. In breve, puoi scansionare mentre cammini ei punti che scansionano sono tutte coordinate geodetiche! È così bello!
Quando si utilizza il lidar per il rilevamento e la mappatura, in genere possiamo utilizzare piattaforme mobili come automobili, veicoli aerei senza pilota e aerei con equipaggio come portaerei. I dati laser grezzi, i dati GNSS e i dati IMU nel movimento possono essere ottenuti tramite post-elaborazione nella modalità di post-elaborazione. I dati POS di precisione a livello centimetrico si basano su POS e dati laser grezzi per generare risultati di nuvole di punti laser che spesso vediamo.
Allora quali sono le differenze tra le varie piattaforme e come scegliere?
Persegui l'efficienza e installalo direttamente su un elicottero o un velivolo ad ala fissa!
L'efficienza di misurazione è direttamente piena, ma poiché il volo in elicottero o ad ala fissa è più alto, la precisione è peggiore, generalmente intorno a 10 cm, questo metodo può essere selezionato per il rilevamento topografico di grandi aree.
L'area di rilevamento è adatta per il volo e la precisione è richiesta, quindi usa un UAV ad ala rotante.
L'efficienza dell'utilizzo di UAV ad ala rotante è leggermente inferiore a quella degli UAV ad ala fissa, ma è più utile in termini di controllo di precisione, che può raggiungere una precisione di 5 cm. Il lidar aereo è una combinazione di panacea, che può mostrare le sue abilità indipendentemente dal terreno.
Radar aviotrasportato UAV, Lidar aviotrasportato
Modalità di funzionamento del drone rotore
Per aree urbane specifiche o ambienti stradali, selezionare la modalità di bordo modalità di bordo Lidar.
Può scansionare solo i dati entro 200 metri su entrambi i lati della strada e l'area di scansione è limitata. Questa modalità di funzionamento può essere utilizzata in progetti di ricostruzione e ampliamento stradale generale o progetti di mappe topografiche a strisce e la precisione entro 100 metri è di 5 cm.
Zaino come mezzo supplementare per colmare l'ultima lacuna
Dato che siamo un lidar multipiattaforma, possiamo anche effettuare misurazioni sulla nostra schiena. L'esistenza della modalità zaino serve a integrare le carenze dei diversi metodi operativi di cui sopra. Viene utilizzato per misurare alcuni luoghi in cui automobili e aeroplani non possono entrare, come la misurazione dello spazio sotterraneo, la misurazione della miniera, il calcolo del volume quadrato e così via. Poiché c'è una certa quantità di jitter artificiale quando le persone camminano con l'attrezzatura sulla schiena, generalmente è di circa 10 cm dopo l'elaborazione.
Con così tanti parametri di lidar, a quali indicatori devo prestare attenzione?
1. Risoluzione angolare, che è l'accuratezza della misurazione dell'angolo
La risoluzione angolare è la capacità dello scanner di distinguere il bersaglio. Minore è la risoluzione angolare, minore è il target che può essere distinto e più delicati sono i dati della nuvola di punti misurati. In generale, la precisione della misurazione dell'angolo dei sensori laser per evitare ostacoli è solo di circa 0,1 °, mentre la risoluzione angolare dei sensori laser di rilevamento e mappatura è generalmente di 0,001 ° o anche inferiore.
2. Misurazione della distanza
La distanza di misurazione è correlata alla frequenza di emissione laser e alla riflettività degli oggetti terrestri effettivi. La distanza massima di misurazione è correlata alla riflettività. Generalmente, si riferisce alla massima distanza di scansione nella condizione di ρ ≧ 60% (parzialmente anche a ρ ≧ 90%). La frequenza di emissione laser è inversamente proporzionale. Maggiore è la frequenza di emissione, minore è la distanza di misurazione. Oggetti diversi (montagne, vegetazione, edifici in cemento, tubi metallici, minerali del suolo, carbone, ecc.) Hanno una riflettività diversa e la maggior parte degli edifici ha una riflettività. Circa il 50%, la pavimentazione in carbone e asfalto è circa il 20%, quindi nelle applicazioni pratiche, dobbiamo scartare la portata massima dell'attrezzatura.
3. Misurazione della velocità
Viene generalmente riflesso dalla massima frequenza di emissione dell'impulso laser. Ad esempio, la frequenza massima di emissione laser del VUX-1UAV di RIEGL&# 39 è di 550.000 punti / sec, mentre il mini VUX-1UAV è di 100.000 punti / sec.
4. Precisione della misurazione
Si riferisce al valore reale ottenuto dopo aver misurato una certa quantità. È il grado di coerenza con la verità. La ripetibilità è anche chiamata riproducibilità o ripetibilità, che è una quantità utilizzata per esprimere la possibilità di ottenere lo stesso risultato da più misurazioni. Generalmente, la precisione di misurazione dei sensori laser di rilevamento e livello di mappatura è di circa 1 cm.
5. Campo visivo
Il campo visivo=l'angolo di scansione del raggio laser, che si riferisce alla gamma angolare massima che il raggio laser può raggiungere attraverso il dispositivo di scansione, e il campo visivo effettivo è generalmente correlato all'altitudine e alla distanza di misurazione effettiva durante il funzionamento effettivo . Sebbene il campo visivo orizzontale di molti sensori laser sia di 360 °, generalmente utilizziamo solo 90 ° -120 ° nelle applicazioni reali.
Si è parlato tanto dei vantaggi, quindi quali sono i difetti del lidar?
1. Influenzato dal tempo e dall'ambiente.
Indipendentemente dalla modalità di lavoro del lidar, a causa della limitazione delle caratteristiche fisiche del laser, il sensore laser è fortemente influenzato da fattori ambientali e non è stabile e affidabile all'aperto e nell'ambiente di fumo, polvere, pioggia, neve , sabbia e luce intensa. Lavorare.
2. Costoso
Il prezzo dei prodotti industriali è razionale ei suoi costi di ricerca e sviluppo sono alti e questo può essere diluito solo dalla produzione di massa. In questa fase, la domanda di lidar non è così grande, il che rende difficile ridurre i costi. L'altro è il costo marginale. Lidar è una macchina di alta precisione. La testa laser che può essere utilizzata per il rilevamento e la mappatura è molto più costosa del livello di prevenzione degli ostacoli. La produzione del prodotto non è facile e il costo di produzione stesso è molto alto.
Sebbene l'attuale lidar non sia perfetto, per la sua capacità di trasmettere vegetazione, può misurare direttamente la superficie del terreno e risolvere bene il problema della misurazione della foresta densa, quindi è preferito da molti clienti. In futuro, con il progresso della tecnologia e l'aumento della produzione di massa, il problema dei costi eccessivi può essere efficacemente ridotto. Sebbene Lidar non sia perfetto al momento, ci si può aspettare in futuro!
Con così tanti parametri di lidar, a quali indicatori devo prestare attenzione?
1. Risoluzione angolare, che è l'accuratezza della misurazione dell'angolo
La risoluzione angolare è la capacità dello scanner di distinguere il bersaglio. Minore è la risoluzione angolare, minore è il target che può essere distinto e più delicati sono i dati della nuvola di punti misurati. In generale, la precisione della misurazione dell'angolo dei sensori laser per evitare ostacoli è solo di circa 0,1 °, mentre la risoluzione angolare dei sensori laser di rilevamento e mappatura è generalmente di 0,001 ° o anche inferiore.
2. Misurazione della distanza
La distanza di misurazione è correlata alla frequenza di emissione laser e alla riflettività degli oggetti terrestri effettivi. La distanza massima di misurazione è correlata alla riflettività. Generalmente, si riferisce alla massima distanza di scansione nella condizione di ρ ≧ 60% (parzialmente anche a ρ ≧ 90%). La frequenza di emissione laser è inversamente proporzionale. Maggiore è la frequenza di emissione, minore è la distanza di misurazione. Oggetti diversi (montagne, vegetazione, edifici in cemento, tubi metallici, minerali del suolo, carbone, ecc.) Hanno una riflettività diversa e la maggior parte degli edifici ha una riflettività. Circa il 50%, la pavimentazione in carbone e asfalto è circa il 20%, quindi nelle applicazioni pratiche, dobbiamo scartare la portata massima dell'attrezzatura.
3. Misurazione della velocità
Viene generalmente riflesso dalla massima frequenza di emissione dell'impulso laser. Ad esempio, la frequenza massima di emissione laser del VUX-1UAV di RIEGL&# 39 è di 550.000 punti / sec, mentre il mini VUX-1UAV è di 100.000 punti / sec.
4. Precisione della misurazione
Si riferisce al valore reale ottenuto dopo aver misurato una certa quantità. È il grado di coerenza con la verità. La ripetibilità è anche chiamata riproducibilità o ripetibilità, che è una quantità utilizzata per esprimere la possibilità di ottenere lo stesso risultato da più misurazioni. Generalmente, la precisione di misurazione dei sensori laser di rilevamento e livello di mappatura è di circa 1 cm.
5. Campo visivo
Il campo visivo=l'angolo di scansione del raggio laser, che si riferisce alla gamma angolare massima che il raggio laser può raggiungere attraverso il dispositivo di scansione, e il campo visivo effettivo è generalmente correlato all'altitudine e alla distanza di misurazione effettiva durante il funzionamento effettivo . Sebbene il campo visivo orizzontale di molti sensori laser sia di 360 °, generalmente utilizziamo solo 90 ° -120 ° nelle applicazioni reali.
Si è parlato tanto dei vantaggi, quindi quali sono i difetti del lidar?
1. Influenzato dal tempo e dall'ambiente.
Indipendentemente dalla modalità di lavoro del lidar, a causa della limitazione delle caratteristiche fisiche del laser, il sensore laser è fortemente influenzato da fattori ambientali e non è stabile e affidabile all'aperto e nell'ambiente di fumo, polvere, pioggia, neve , sabbia e luce intensa. Lavorare.
2. Costoso
Il prezzo dei prodotti industriali è razionale ei suoi costi di ricerca e sviluppo sono alti e questo può essere diluito solo dalla produzione di massa. In questa fase, la domanda di lidar non è così grande, il che rende difficile ridurre i costi. L'altro è il costo marginale. Lidar è una macchina di alta precisione. La testa laser che può essere utilizzata per il rilevamento e la mappatura è molto più costosa del livello di prevenzione degli ostacoli. La produzione del prodotto non è facile e il costo di produzione stesso è molto alto.
Sebbene l'attuale lidar non sia perfetto, per la sua capacità di trasmettere vegetazione, può misurare direttamente la superficie del terreno e risolvere bene il problema della misurazione della foresta densa, quindi è preferito da molti clienti. In futuro, con il progresso della tecnologia e l'aumento della produzione di massa, il problema dei costi eccessivi può essere efficacemente ridotto. Sebbene Lidar non sia perfetto al momento, ci si può aspettare in futuro!
