无人机激光雷达三维激光扫描

Li-Air无人机激光雷达扫描系统

Li-Air无人机激光雷达扫描系统可以实时、动态、大量采集空间点云信息。根据用户不同应用需求可以选择多旋翼无人机、无人直升机和固定翼无人机平台，可快速获取高密度、高精度的激光雷达点云数据。

硬件设备

Li-Air无人机激光雷达系统可搭载多种类型扫描仪，包括Riegl, Optech, MDL, Velodyne等，同时集成GPS、IMU和自主研发的控制平台。

图1扫描仪、GPS、IMU、控制平台

无人机激光雷达扫描系统设备参数见表格1：

表格 1 Li-Air无人机激光雷达扫描系统

图2 八旋翼无人机激光雷达系统 图3 固定翼无人机激光雷达系统

设备检校

公司提供完善的设备检较系统，在设备使用过程中，定期对系统的各个组件进行重新标定，以保证所采集数据的精度。

图1扫描仪检校前（左）扫描仪检校后（中）检校前后叠加图（右）

图4（左）为检校前扫描线：不连续且有异常抖动；图4（中）为检校后扫描线：数据连续且平滑变化；图4（右）为检校前后叠加图，红线标记的部分检校效果对比明显。

图5从左至右依次为校正前（侧视图）、校正后（侧视图）、叠加效果图

图5（左）为检校前扫描线：不在同一平面；图4（中）为检校后扫描线：在同一平

Li-Air无人机激光雷达扫描系统

Li-Air无人机激光雷达扫描系统可以实时、动态、大量采集空间点云信息。根据用户不同应用需求可以选择多旋翼无人机、无人直升机和固定翼无人机平台, 可快速获取高密度、高精度的激光雷达点云数据。

硬件设备

Li-Air无人机激光雷达系统可搭载多种类型扫描仪，包括Riegl, Optech, MDL,

无人机激光雷达扫描系统设备参数见表格1:

三维激光雷达扫描仪长距扫描仪中距扫描仪短距扫描仪扫描距离920m500m70m

扫描精度1cm15cm2cm

飞行速度20-60km/h20-60km/h20 -60km/h

扫描角度330°360°360°

每秒发射激光点数50万 3.6万70万扫描仪重量 3.85kg 4.65kg1kg

配备我公司自主研发的Li-Air数据处理系统

设备检校

Velodyne等，同时集成GPS IMU和自主研发的控制平台。

图1扫描仪、GPS、IMU、控制平台

图2八旋翼无人机激光雷达系统图3固定翼无人机激光雷达系统

公司提供完善的设备检较系统，在设备使用过程中，定期对系统的各个组件

进行重新标定，以保证所采集数据的精度。

图1扫描仪检校前（左）扫描仪检校后（中）检校前后叠加图

Li-Air无人机激光雷达扫描系统

Li-Air无人机激光雷达扫描系统可以实时、动态、大量采集空间点云信息。根据用户不同应用需求可以选择多旋翼无人机、无人直升机和固定翼无人机平台, 可快速获取高密度、高精度的激光雷达点云数据。

硬件设备

Li-Air无人机激光雷达系统可搭载多种类型扫描仪，包括Riegl, Optech, MDL,

无人机激光雷达扫描系统设备参数见表格1:

三维激光雷达扫描仪长距扫描仪中距扫描仪短距扫描仪扫描距离920m500m70m

扫描精度1cm15cm2cm

飞行速度20-60km/h20-60km/h20 -60km/h

扫描角度330°360°360°

每秒发射激光点数50万 3.6万70万扫描仪重量 3.85kg 4.65kg1kg

配备我公司自主研发的Li-Air数据处理系统

设备检校

Velodyne等，同时集成GPS IMU和自主研发的控制平台。

图1扫描仪、GPS、IMU、控制平台

图2八旋翼无人机激光雷达系统图3固定翼无人机激光雷达系统

公司提供完善的设备检较系统，在设备使用过程中，定期对系统的各个组件

进行重新标定，以保证所采集数据的精度。

图1扫描仪检校前（左）扫描仪检校后（中）检校前后叠加图

激光雷达原理读书笔记

激光雷达原理

-------读书笔记

99121-19 邓洪川 一.概念:

“雷达”(Radio Detection and Range,Radar)是一种利用电磁波探测目标位置的电子设备.电磁波其功能包括搜索目标和发现目标;测量其距离,速度,角位置等运动参数;测量目标反射率,散射截面和形状等特征参数。

传统的雷达是微波和毫米波波段的电磁波为载波的雷达。激光雷达以激光作为载波.可以用振幅、频率、相位和振幅来搭载信息，作为信息载体。

激光雷达利用激光光波来完成上述任务。可以采用非相干的能量接收方式，这主要是一脉冲计数为基础的测距雷达。还可以采用相干接收方式接收信号，通过后置信号处理实现探测。激光雷达和微波雷达并无本质区别，在原理框图上也十分类似，见下图

微波雷达

信号 显示 混 天线 控制 处理 控制 频 本振主频 辐射 振荡 收发激光雷达

三维激光扫描仪使用说明

1、三维激光扫描原理

Trimble GX200三维激光扫描系统由三维激光扫描仪、数码相机、扫描仪旋转平台、软件控制平台，数据处理平台及电源和其它附件设备共同构成，是一种集成了多种高新技术的新型空间信息数据获取手段。地面三维激光扫描系统的工作原理：首先由激光脉冲二极管发射出激光脉冲信号，经过旋转棱镜，射向目标，然后通过探测器，接收反射回来的激光脉冲信号，并由记录器记录，最后转换成能够直接识别处理的数据信息，经过软件处理实现实体建模输出。

2、三维激光扫描工作流程

应用三维激光测量技术采集数据的工作过程大致可以分为计划制定、外业数据采集和内业数据处理三部分。在具体工作展开之前首先需要制定详细的工作计划，做一些准备工作，主要包括：根据扫描对象的不同和精度的具体要求设计一条合适的扫描路线、确定恰当的采样密度、大致确定扫描仪至扫描物体的距离、设站数、大致的设站位置等等；外业工作主要是采集数据：主要包括数据采集、现场分析采集到的数据是否大致符合要求、进行初步的质量分析和控制等等；内业数据处理是最重要也是工作量最大的一环，主要包括：外业采集到的激光扫描原始数据的显示，数据的规则格网化，数据滤波、分类、分割，数据的压缩，图像处理，模式识别等

2019年，第46卷，第7期Editorial

激光雷达技术与应用

——专题导读

激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，得益于激光方向性好、能量集中等优点，激光雷达探测具有较高的精度与分辨率，在宇宙空间探测、海洋深地探测、森林、大气探测、地质测绘、行动机器人等军事或民用领域发挥着十分重要的作用。激光雷达技术涵盖面相当广泛，诸如激光辐射、光电测量、目标跟踪与检测、系统设计与制造等技术一直是国内外科研团队研发的热点，现今智能革命的爆发也为激光雷达带来了新的机遇和挑战。综述类文章中，《频率调制连续波激光雷达技术基础与研究进展》根据实现频率调制连续波的激光光源方案进行分类，介绍了近十几年来调频连续波雷达的研究进展；《激光雷达探测及三维成像研究进展》总结和梳理了国内外单点扫描、线阵推扫以及面阵三维成像激光雷达系统的发展现状，同时对比分析了它们在星载、机载、车载等不同应用领域的技术特点；《智能驾驶车载激光雷达关键技术与应用算法》以激光雷达扫描方式及相关技术为切入点对智能驾驶车载激光雷达硬件关键技术和车载激光雷达应用算法进行了归纳总结；《固态激光雷达研究进展》介绍了面向智能感知应用的面阵泛光、相控阵激光雷达的基本原理和典型实现方法。以激光

一、 地面激光扫描系统

1、概述

地面激光扫描仪系统类似于传统测量中的全站仪，它由一个激光扫描仪和一个内置或外置的数码相机，以及软件控制系统组成。二者的不同之处在于激光扫描仪采集的不是离散的单点三维坐标，而是一系列的“点云”数据。这些点云数据可以直接用来进行三维建模，而数码相机的功能就是提供对应模型的纹理信息。 2、工作原理

三维激光扫描仪发射器发出一个激光脉冲信号，经物体表面漫反射后，沿几乎相同的路径反向传回到接收器，可以计算日标点P与扫描仪距离S，控制编码器同步测量每个激光脉冲横向扫描角度观测值α和纵向扫描角度观测值β。三维激光扫描测量一般为仪器自定义坐标系。X轴在横向扫描面内，Y轴在横向扫描面内与X轴垂直，Z轴与横向扫描面垂直。获得P的坐标。进而转 换成绝对坐标系中的三维空间位置坐标或三维模型。 3、作业流程

整个系统由地面三维激光扫描仪、数码相机、后处理软件、电源以及附属设备构成，它采用非接触式高速激光测量方式，获取地形或者复杂物体的几何图形数据和影像数据。最终由后处理软件对采集的点云数据和影像数据进行处理转换成绝对坐标系中的空间位置坐标或模型，以多种不同的格式输出，满足空间信息数据库的数据源和不同应用的需要。 （1）、数据获取

利用

一、 地面激光扫描系统

1、概述

地面激光扫描仪系统类似于传统测量中的全站仪，它由一个激光扫描仪和一个内置或外置的数码相机，以及软件控制系统组成。二者的不同之处在于激光扫描仪采集的不是离散的单点三维坐标，而是一系列的“点云”数据。这些点云数据可以直接用来进行三维建模，而数码相机的功能就是提供对应模型的纹理信息。

2、工作原理

三维激光扫描仪发射器发出一个激光脉冲信号，经物体表面漫反射后，沿几乎相同的路径反向传回到接收器，可以计算日标点P与扫描仪距离S，控制编码器同步测量每个激光脉冲横向扫描角度观测值α和纵向扫描角度观测值β。三维激光扫描测量一般为仪器自定义坐标系。X轴在横向扫描面内，Y轴在横向扫描面内与X轴垂直，Z轴与横向扫描面垂直。获得P的坐标。进而转

换成绝对坐标系中的三维空间位置坐标或三维模型。

3、作业流程

整个系统由地面三维激光扫描仪、数码相机、后处理软件、电源以及附属设备构成，它采用非接触式高速激光测量方式，获取地形或者复杂物体的几何图形数据和影像数据。最终由后处理软件对采集的点云数据和影像数据进行处理转换成绝对坐标系中的空间位置坐标或模型，以多种不同的格式输出，满足空间信息数据库的数据源和不同应用的需要。

（1）、数据获取

利用软件平台控制三维激

RIEGL

三

维

扫

描

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地

形

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培

训

教

程

整一．相机参数调

1.新建一个扫描工程实例：—点击 projectnew

在弹出的方框中，选择第二项，即 2.右击左侧编辑栏的calibration,： new cemara calibration(wirard)

在新的对话框中，可以选定客户仪器自配置相机型号、配置镜头3.。型号。点击OK

一步设置相机镜头型号：下，点击 next得到

代替：得到next点击，下一步设置相机和镜头的序列号，可用x

二级菜单中点击OK，此时会在左侧编辑框中的

calibration-camera

图框：出现新的相机参数

选项。这时， new mountingmounting4.右击左侧编辑框的菜单，选择

标：图会出现新的安装

立新的扫描站和扫描工程：在左侧编辑框中右击5. ，scnas建

.

选项选择仪器型号；instrument 在弹出的对话框中的

，在弹出的新对话框中，选右击扫描站

），的扫描点间隔中 distance示前面的方框（表在 10m的距离处设定起始角。 stop angle 和start angle

。此时将得到扫描数据视图：点击OK

，在出点击左侧编辑框中的扫描数据图标6.threshold reflectorsfind 。在弹出的新对话框中

　第3期　　　　　　　　张行南等　基于ArcIMS/HTMLViewer的WebGIS开发及扩展功能实现中的空间位置信息以及属性信息向SDE空间数据库中添加点数据。

空间数据的删除则利用esriGeoDatabase,并根据监控表中的OID的记录值,借由IqueryFilter对象和IfeatureClass的Updata方法得到IfeatureCursor,再通过其方法DeleteFeature()删除空间点记录。314　扩展功能后的WebGIS整体性能

ArcIMS作为成熟的WebGIS商业软件,其客户端不需要控件,并且动态生成地图,相较于MapInfo公司的MapX2treme需要MapX控件作为后台支持进行WebGIS开发,Ar2cIMS则可以通过其不同的模板快速定制服务和页面,用户可使用js文件中的函数对其进行二次开发。

但ArcIMS只能作为基本的地图发布工具,并没有集成太多的空间分析和空间编辑功能。经本文的扩展功能的实现,可以很好弥补其不足。对于工程进行中的供水点的增加和废除以及属性的更变,不同级别的网络用户可以通过万维网进行很好的控制管理。并且方便地实现用户关心的工程信息的特定查询,从而使得工程中的管理效率大大提高。

参考文献

[1][