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SICK西克LMS111-10100安全激光雷達(dá)

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SICK西克LMS111-10100安全激光雷達(dá)      

LiDAR是一種集激光,全球定位系統(tǒng)和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)三種技術(shù)與一身的系統(tǒng),,用于獲得數(shù)據(jù)并生成精確的DEM,。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,。它又分為日臻成熟的用于獲得地面數(shù)字高程模型的地形LiDAR系統(tǒng)和已經(jīng)成熟應(yīng)用的用于獲得水下DEM的水文LIDAR系統(tǒng),,這兩種系統(tǒng)的共同特點(diǎn)都是利用激光進(jìn)行探測(cè)和測(cè)量,這也正是LiDAR一詞的英文原譯,,即:LIght Detection And Ranging,,縮寫(xiě)為L(zhǎng)iDAR。
激光本身具有非常精確的測(cè)距能力,,其測(cè)距精度可達(dá)幾個(gè)厘米,,而LIDAR系統(tǒng)的精確度除了激光本身因素,還取決于激光,、GPS及慣性測(cè)量單元(IMU)三者同步等內(nèi)在因素,。隨著商用GPS及IMU的發(fā)展,,通過(guò)LIDAR從移動(dòng)平臺(tái)上(如在飛機(jī)上)獲得高精度的數(shù)據(jù)已經(jīng)成為可能并被廣泛應(yīng)用,。

LIDAR系統(tǒng)包括一個(gè)單束窄帶激光器和一個(gè)接收系統(tǒng)。激光器產(chǎn)生并發(fā)射一束光脈沖,,打在物體上并反射回來(lái),,最終被接收器所接收。接收器準(zhǔn)確地測(cè)量光脈沖從發(fā)射到被反射回的傳播時(shí)間,。因?yàn)楣饷}沖以光速傳播,,所以接收器總會(huì)在下一個(gè)脈沖發(fā)出之前收到前一個(gè)被反射回的脈沖。鑒于光速是已知的,傳播時(shí)間即可被轉(zhuǎn)換為對(duì)距離的測(cè)量,。結(jié)合激光器的高度,,激光掃描角度,從GPS得到的激光器的位置和從INS得到的激光發(fā)射方向,,就可以準(zhǔn)確地計(jì)算出每一個(gè)地面光斑的坐標(biāo)X,,Y,Z,。激光束發(fā)射的頻率可以從每秒幾個(gè)脈沖到每秒幾萬(wàn)個(gè)脈沖,。舉例而言,一個(gè)頻率為每秒一萬(wàn)次脈沖的系統(tǒng),,接收器將會(huì)在一分鐘內(nèi)記錄六十萬(wàn)個(gè)點(diǎn),。一般而言,LIDAR系統(tǒng)的地面光斑間距在2~4m不等

SICK西克LMS111-10100安全激光雷達(dá)

激光雷達(dá)的工作原理與雷達(dá)非常相近,,以激光作為信號(hào)源,,由激光器發(fā)射出的脈沖激光,打到地面的樹(shù)木,、道路,、橋梁和建筑物上,引起散射,,一部分光波會(huì)反射到激光雷達(dá)的接收器上,,根據(jù)激光測(cè)距原理計(jì)算,就得到從激光雷達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)的距離,,脈沖激光不斷地掃描目標(biāo)物,,就可以得到目標(biāo)物上全部目標(biāo)點(diǎn)的數(shù)據(jù),用此數(shù)據(jù)進(jìn)行成像處理后,,就可得到精確的三維立體圖像,。

激光雷達(dá)最基本的工作原理與無(wú)線電雷達(dá)沒(méi)有區(qū)別,即由雷達(dá)發(fā)射系統(tǒng)發(fā)送一個(gè)信號(hào),,經(jīng)目標(biāo)反射后被接收系統(tǒng)收集,,通過(guò)測(cè)量反射光的運(yùn)行時(shí)間而確定目標(biāo)的距離。至于目標(biāo)的徑向速度,,可以由反射光的多普勒頻移來(lái)確定,,也可以測(cè)量?jī)蓚€(gè)或多個(gè)距離,并計(jì)算其變化率而求得速度,,這是,、也是直接探測(cè)型雷達(dá)的基本工作原理。




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