机载激光雷达

摘要： 无人机航空物探已成为航空物探技术的新兴分支,为了获取高质量的无人机航空物探测量数据,应按照航空物探应用特点规划无人机飞行轨迹。围绕无人机三维航迹规划和自主避障需求,基于无人机激光雷达点云数据的三维地障信息提取技术,实现地面点和非地面点(电力杆塔、电力线点和植被点等)的提取。通过对地形信息构建和电力杆塔、电力线三维重建,为无人机三维航迹规划软件提供重要基础数据。

摘要： 针对建筑物三维模型建立自动化程度与效率无法并存的问题,本文提出一种自动提取机载激光雷达(light detection and ranging,LiDAR)点云的建筑物关键点算法,针对规则建筑物实现快速三维重建。该方法通过阿尔法-形状(Alpha-Shape)边缘检测算法和屋顶分割算法完成建筑物关键点提取,再利用夏普·格尔(SharpGL)工具包完成基于关键点建筑物的三维重建。并与经典建筑三维重建方法做对比实验,结果表明本文方法在建筑物提取与三维重建中具有较高的效率,实现0.05 km^(2)区域的建筑物三维重建仅耗时6 min。

摘要： 全球环境变化和人类活动的强烈扰动使珊瑚礁生态系统正面临着可持续发展的巨大压力。目前,利用以光学遥感为主的被动遥感技术对远海珊瑚礁地貌进行监测是研究珊瑚礁生态系统变化的主要技术手段。由于大气和海水对辐射信息的衰减作用,被动遥感技术还不足以记录水下复杂的珊瑚礁地貌信息。机载激光雷达、船载声学遥感等主动遥感技术的发展则为水下珊瑚礁大范围高精度地貌信息的获取提供了重要支持。

摘要： 针对传统基于激光雷达(Light Detection And Ranging,LiDAR)数据的树种分类方法难以直接且全面地利用点云的三维结构信息的问题,提出一种基于三维深度学习的机载LiDAR数据的树种分类方法。该方法直接从三维数据中抽象出高维特征,而无须将点云转化为体素或二维图像。以塞罕坝国家森林公园内白桦和落叶松两个树种的无人机LiDAR数据为研究对象,对其进行数据滤波,去除噪声和地面点;基于点云距离和改进的分水岭分割的方法提取单木并制作数据集;最终建立由权重共享的多层感知器、最大池、全连接层和softmax分类器组成的深层神经网络,其能自动提取树木的高维特征并实现树种分类。实验结果显示分类总体准确率为86.7%,kappa系数为0.73,最优特征维度为1024,最优点密度为2048。与将单木点云投影到二维视图的方法相比,该算法提供了更高的分类精度,且能有效减少计算成本、提高工作效率。

摘要： 为提高新建铁路定测阶段测量工作效率,在某复杂地形新建铁路项目中,基于其使用机载LiDAR点云数据进行中线测量、横断面测量、地形图测绘等作业,并对数据精度进行分析比较。在LiDAR断面测量时,基于Terrasolid软件得到的成果数据冗余量大,提出一种改进的道格拉斯-普克算法,以达到既反映地形变化又减少断面点数量的效果。在项目横断面测量中,大量实测数据与LiDAR点云测量数据的对比分析表明,在植被稀疏的平地、丘陵地区,97.25%的断面点高差较差小于0.35 m,100%的断面点高差较差小于0.5 m;在植被茂密的高山地区,73.33%的断面点高差较差小于0.35 m,95.15%的断面点高差较差小于1.0 m。因此,在复杂地形铁路定测阶段,LiDAR数据生产宜采用内业生产为主,外业测量检核为辅的作业模式。

摘要： 针对机载激光雷达建筑物点云提取过程中自动化提取困难,以及提取后的建筑物单体化过程烦琐等问题,提出一种基于密度噪声应用空间聚类(density-based spatial clustering of applications with noise,DBSCAN)算法的机载雷达建筑物点云提取与单体化的方法。该方法对预处理后的点云数据基于DBSCAN算法进行去噪与初步的提取,通过三维密度聚类,将建筑物的点云进行提取与自动单体化。根据建筑物点云密度的特点,进行二维的密度聚类,结合数字正射影像图(digital orthophoto map,DOM)进行点云分割。最后将处理后的点云数据进行优化处理,并将建筑物单体化簇类进行提取,得到单体化建筑物点云。结果表明:提取的建筑物点云数量正确率为97.36%,轮廓边长的中误差为0.077,可以有效地提取出建筑物点云并将其单体化。

摘要： 基于机载激光雷达点云,提出一种综合点云预处理、地面点滤波、电塔点云定位获取以及电塔结构线建模的电塔点云提取与重建方法。该方法首先对电力线路点云进行去噪等预处理,再使用渐进三角网滤波去除地面点,然后在电力线路分段的基础上,通过高程连通性定位电塔所在分段,再将电塔分段点云投影到水平面上并结合密度聚类算法和高程差特性对电塔聚类块进行提取,然后使用生长算法去除该聚类块中的电力线点,最后使用霍夫变换提取出电塔直线点云,并利用最小二乘法拟合电塔结构线来完成电塔模型的重建。实验表明,此方法对电塔点云的提取完整率可以达到96.8%以上,并能够以较高的精度和效率完成电塔的结构线模型重建。

摘要： 机载激光雷达是近年来发展迅速的高新测绘技术,具有机动性高、数据覆盖量大、作业效率高和精度可靠等特点。针对当前山区沟壑且有大量植被覆盖区域进行传统测量作业较为困难,危险性大的问题,采用机载激光雷达技术获取研究区原始点云数据,在此基础上,对比分析四种滤波算法的点云分类效果,得到适用于密林沟壑区的点云滤波方法,进而通过人机交互和地面点内插实现了测区高精度数字高程模型(digital elevation model,DEM)的构建,最终获得的DEM高程中误差为0.09 m,满足实际测绘生产需求,生产效率大大提高。研究结果表明,机载激光雷达技术应用于复杂危险地形测绘具有极大优势。

摘要： 近年来机载激光雷达技术取得了快速发展,已经成为森林资源调查领域的重要工具。介绍利用机载激光雷达进行森林资源调查的原理,阐述其在单木因子调查、林分因子调查中的应用,总结在单木冠幅调查、单木树高调查、林分平均树高调查、林分叶面积指数调查、林分郁闭度调查、林分生物量调查等方面机载激光雷达的相关数据处理方法,最后分析机载激光雷达在森林资源调查当中的不足,并对这一技术在森林资源调查的未来发展前景进行展望。

摘要： [目的]探究如何有效利用机载激光雷达冠层高度模型(CHM)自动区划小班,提高小班区划工作效率。[方法]在高光谱影像树种信息的辅助下,使用机载激光雷达数据生成的CHM进行两种空间尺度的分割和优化来自动区划小班。先对1 m空间分辨率CHM数据进行过分割,再对降尺度处理并平滑后的5 m空间分辨率CHM数据进行欠分割,结合两种尺度分割结果并优化得到最终区划结果。将自动区划结果与人工区划小班、数字正射影像(DOM)屏幕勾绘小班以及主伐作业小班为三类参考小班对比,采用最终测量精度(UMA)准则的圆度(RO),紧致度(CO),形状指数(SI),最小包络圆短半径(RE),椭圆度(EF)和形状因子(P2A)8个指标,及自动区划小班与参考小班的交并比(IOU)指标,定量评价自动区划小班边界勾绘的准确程度。并利用样地实测数据和CHM数据计算自动区划结果平均胸径、平均树高和冠层平均高的可解释性方差,验证自动区划结果的内部一致性和外部差异性精度。[结果]自动区划结果与参考小班的UMA形状、面积等特征较接近,与人工区划小班最相近。自动区划小班与人工区划、屏幕勾绘、主伐作业小班交并比大于70%的比例分别为46%,37%,43%,交并比大于50%的比例分别为61%,54%,55%。自动区划结果平均胸径可解释性方差为97%,平均树高可解释性方差为98%,和人工区划小班相同,说明其内部一致性高且和相邻小班差异大。冠层平均高可解释性方差为84.81%,比人工区划小班提高了1.77%。[结论]利用两种空间尺度的CHM与高光谱树种分类图的分割和优化方法自动区划的小班在内部一致性及边界的精准度方面有明显优势,更符合小班边界处林木的分布情况,小班边界准确,且工作效率高,有助于森林的精细化管理。

摘要： 为加快推进宅基地使用权确权登记颁证工作,力争2020年基本完成.目前各地都在开展农村不动产权籍调查工作,传统的全站仪全野外数据采集效率较低,难以满足该工作的时间紧迫性需求.采用无人机搭载激光雷达可快速获取高密度三维激光点云数据,且无需布设大量外业控制点,可以快速将农房的三维点云数据般到室内,通过测图软件进行高效采集地籍图房产图等图件.无人机载激光雷达获取点云数据的精度必须首先进行评定才能开展点云测图工作,研究了影响点云精度的多种因素,并通过实验提出了确保机载激光点云满足农房测图的质量评定方法.

摘要： 机载激光雷达水深测量是海岸带海陆一体地形测量的一种有效技术.目前,我国尚未形成成熟的实用化机载激光雷达测深系统,也缺乏大规模机载激光雷达测深生产应用经验,急需开展机载激光雷达测深系统应用测试.基于CZMIL NovaⅡ机载激光雷达测深系统,在我国海南、广东、广西等南海北部海岸带,开展了机载激光雷达最大测深、测量精度、测量效率等3个方面的应用测试.结果表明,海南蜈支洲岛、广西涠洲岛、广东台山市赤溪镇3个典型区成图最大测深分别达到30、16、3m,基本符合系统标称测深能力,最大测深受水体清澈度、底质反射率、飞行航高等多种因素影响;海南蜈支洲岛海域30m深度附近的深度测量精度为0.369m,符合系统标称精度;基于运-12E型飞机平台,采用常规飞行参数,1个架次有效飞行面积约100km2、测线长度约500km,一年可飞行面积约8000～12000km2,测线长度约40000～60000km.此次机载激光雷达测深系统在中国海岸带的大规模应用测试对国内机载激光雷达测深技术研发与应用具有重要参考意义和科学价值.

摘要： 机载激光雷达技术能够直接获取电力线路走廊内的三维数据,经数据处理后可得到电力线路走廊内的电力线、杆塔建筑物、植被、道路等地物和地形信息,为电力线路巡检提供了直观的、可量测的观测数据,尤其在危险点探测、跨越距离量测、大风、高温、覆冰等工况条件下预警等方面,具有效率高、成本低、自动化程度高等优势.但是,线路扫描数据的精度严重制约着电力线路巡检的深度和广度,本文采用了一套精度验证方法,验证电力线路扫描数据的精度.首先简要介绍了激光扫描数据的采集和预处理流程;接着,利用布设的地面精度验证点,通过验证点的邻域分析,寻找验证点的邻近点,以平面距离最近点作为高程精度验证的真值点,以三维距离最近点作为平面精度验证的真值点;最后利用开发的精度评估工具程序,取2倍中误差内的真值点的中误差作为精度指标来评价现行工作模式下的电力线路扫描数据的精度,为扫描数据的深度挖掘提供有益参考.

摘要： 本文针对机载激光雷达点云精细分类,以行业内普遍采用的Terrasolid和MicroStation V8为操作平台,用具体的航测项目实例为研究对象,阐述LIDAR点云数据在精细分类方面采用留坎去植被分类法、狠点找坎分类法、替换分类法、半自动分类法,采用以上分类方法能够最大程度获得准确的分类结果,从而获取更加真实和完整的数字地表模型或数字高程模型,可显著地提高机载激光雷达点云精细分类作业效率和质量.

摘要： 机载激光雷达(Light Detection and Ranging,简称LiDAR)技术,能够精确、快速、高效地获取地面三维数据,逐渐取代了传统的摄影测量.但是,其成果数据特别是点云的质量检查方法速度慢、效率低,无法实现飞行作业现场的实时检查.本文从生产实际出发,旨在飞行成本高昂的情况下实现数据的实时检查降低成本,设计了一种基于定位定向系统(Position Orientation System,简称POS)数据的点云质量快速检查方法,并实现自动检查系统的开发.最后,用黑龙江省海伦市水利普查项目的飞行数据进行实验,结果表明,该方法在70％准确度的情况下,检查效率提高90％以上,实现对航空作业后实时检查,极大的降低飞行成本,并且可视化显示效果好.

摘要： 为满足海岸带遥感监测应用对航测与机载激光雷达等新型航空遥感测量装备的应用需求,总结分析了国内外上述装备的海岸带遥感应用现状,比较了国内外应用研究方向差异,指出该领域发展趋势,有助于航空摄影测量与机载激光雷达技术在海岸带测绘中的应用.

摘要： 机载激光雷达(LiDAR,Light Detection And Ranging)是一种激光探测和测距系统,可主动地进行对地观测并获取物体坐标信息.由于受到系统误差和不确定的偶然误差影响,解算出的点云数据成果会带有航带性误差,即相邻两条航带的重叠区域内同名地物的三维坐标不一致,故常采用无地面控制点的航带平差方法予以修正.但航带平差可能造成系统内部精度的提高而牺牲了外部精度.本文使用Burman航带平差方程进行是否引入地面控制点的对比实践研究,结果表明,无地面控制点条件的航带平差结果,虽能消除航带间的相对高程差异,但对于其绝对高程精度没有绝对帮助,有时还会引起误差增大的副效应.

摘要： 差分吸收激光雷达作为一种主动探测二氧化碳的方式,可以快速、高精度获取CO2的分布信息.2021年,中国将发射世界上首颗搭载激光雷达载荷的卫星,为了验证载荷的性能,2019年3月9日-3月20日,在秦皇岛由上海航天技术研究院牵头组织完成大气环境星载荷的飞行校验试验.飞行实验经过了海洋、城市以及山地三种地貌,飞行高度大约为6.8km,获得了高精度的CO2反演结果.

摘要： 差分吸收激光雷达作为一种主动探测二氧化碳的方式,可以快速、高精度获取CO2的分布信息.2021年,中国将发射世界上首颗搭载激光雷达载荷的卫星,为了验证载荷的性能,2019年3月9日-3月20日,在秦皇岛由上海航天技术研究院牵头组织完成大气环境星载荷的飞行校验试验.飞行实验经过了海洋、城市以及山地三种地貌,飞行高度大约为6.8km,获得了高精度的CO2反演结果.

摘要： 差分吸收激光雷达作为一种主动探测二氧化碳的方式,可以快速、高精度获取CO2的分布信息.2021年,中国将发射世界上首颗搭载激光雷达载荷的卫星,为了验证载荷的性能,2019年3月9日-3月20日,在秦皇岛由上海航天技术研究院牵头组织完成大气环境星载荷的飞行校验试验.飞行实验经过了海洋、城市以及山地三种地貌,飞行高度大约为6.8km,获得了高精度的CO2反演结果.

摘要： 本申请公开了激光雷达的发射电路、激光雷达及激光雷达的测距方法。激光雷达的发射电路包括：控制信号发生器、至少一个开关器件驱动器、第一信号分配器、多个开关器件及多个发光器件；其中所述开关器件驱动器适于驱动所述开关器件；所述控制信号发生器与所述至少一个开关器件驱动器电连接；各所述开关器件与各所述发光器件一一对应地电连接，所述开关器件适于控制所述发光器件的发光；以及所述至少一个开关器件驱动器与所述多个开关器件之间通过至少一个所述第一信号分配器实现电连接。简化了激光雷达的发射电路的结构，降低了激光雷达的成本。

摘要： 本申请实施例提供了一种激光雷达接收芯片、激光雷达芯片及激光雷达系统，其中，该激光雷达接收芯片包括：芯片本体和集成于芯片本体上的回波信号接收模块和时间信息提取模块，回波信号接收模块包括多个并联设置的回波信号接收电路，多个回波信号接收电路分别与时间信息提取模块连接，每个回波信号接收电路均设置有接入端；回波信号接收电路，用于通过接入端接收回波信号，并对回波信号进行处理，将处理后的回波信号发送至时间信息提取模块；时间信息提取模块，用于根据处理后的回波信号确定激光雷达从发射激光脉冲到接收到回波信号的时间间隔，并输出时间间隔。本申请实施例提供了一种低功耗的激光雷达接收芯片。

摘要： 本发明公开了激光雷达电机的一体式轴承、激光雷达电机及激光雷达，一体式轴承包括一轴和设于所述轴上的轴承，其中，所述轴承为一个双列球轴承且轴承内圈与所述轴为一体；或者所述轴承包括第一轴承和第二轴承，所述第一轴承的内圈与所述轴为一体，所述第二轴承的内圈滑配在所述轴的外径上且位于所述第一轴承之上。解决了现有技术的激光雷达电机中采用两个单列深沟球轴承分别装配在轴上，需要在两个单列深沟球轴承之间增设垫圈导致装配难度大的问题，采用一体式轴承，可以大大降低装配难度，而且装配精度更高，可靠性更好。此外，采用一个轴承滑配另一个轴承的内圈与轴为一体的一体式轴承，还可以改善电机的振动，提高点云成像的稳定性。

摘要： 激光雷达控制装置(100)对具有背景光截止滤波器(230)的激光雷达装置(200)进行控制，该背景光截止滤波器(230)容许由物体反射后的激光出射光的反射光即激光反射光的透过，抑制入射到激光雷达装置(200)的背景光的透过，其中，激光雷达控制装置(100)具有：滤波器温度取得部(110)，其取得表示背景光截止滤波器(230)的滤波器温度的滤波器温度信息；滤波器特性取得部(120)，其取得表示背景光截止滤波器(230)具有的滤波器温度特性的滤波器温度特性信息；透过波长取得部(130)，其根据滤波器温度信息和滤波器温度特性信息取得背景光截止滤波器(230)的透过波长；以及控制信号生成部(140)，其生成用于使激光雷达装置(200)出射波长与透过波长取得部(130)取得的透过波长相当的激光出射光的控制信号。

摘要： 本申请公开了激光雷达的接收电路、激光雷达及激光雷达的测距方法。激光雷达的接收电路包括多个光电信号接收器，至少一个信号放大器，第一信号选择器以及至少一个电压比较器；其中光电信号接收器用于探测接收到的光信号，并将光信号转换成电信号；多个光电信号接收器的各自对应的输出端与信号放大器的信号输入端通过至少一个第一信号选择器实现电连接；第一信号选择器用于将与其连接的多个光电信号接收器中的一个光电信号接收器输出的电信号传输至信号放大器；信号放大器用于对电信号进行放大；信号放大器的输出端与电压比较器的第一输入端电连接；电压比较器的第二输入端与预设阈值电压信号线电连接。降低了激光雷达的成本。

摘要： 本申请公开了激光雷达的发射电路、激光雷达及激光雷达的测距方法。激光雷达的发射电路包括：控制信号发生器、至少一个开关器件驱动器、第一信号分配器、多个开关器件及多个发光器件；其中所述开关器件驱动器适于驱动所述开关器件；所述控制信号发生器与所述至少一个开关器件驱动器电连接；各所述开关器件与各所述发光器件一一对应地电连接，所述开关器件适于控制所述发光器件的发光；以及所述至少一个开关器件驱动器与所述多个开关器件之间通过至少一个所述第一信号分配器实现电连接。简化了激光雷达的发射电路的结构，降低了激光雷达的成本。

摘要： 本发明涉及一种用于激光雷达系统(1)的发送光学系统(60)，所述发送光学系统用于借助光照亮视场(50)，所述发送光学系统具有：线光源(65‑1)，其用于产生和输出线形的初级光(57)；以及偏转光学系统(62)，其具有：‑在所述偏转光学系统(62)的中间成像平面(69)中的透镜装置(68)，所述透镜装置用于输出所接收的初级光(52)到所述视场(50)中；以及‑一维的能够绕轴线(64‑1)摆动的偏转镜(64)，所述偏转镜用于接收来自所述线光源(65‑1)的初级光(57)并且用于使所述初级光(57)定向到所述透镜装置(68)上，并且所述偏转镜在此将所述线光源(65‑1)如此光学成像到所述透镜装置(68)上，使得所述线光源(65‑1)的图像在所述偏转镜(63)摆动运动的情况下扫过所述透镜装置(68)或其一部分。

摘要： 本申请实施例提供了一种激光雷达接收芯片、激光雷达芯片及激光雷达系统，其中，该激光雷达接收芯片包括：芯片本体和集成于芯片本体上的回波信号接收模块和时间信息提取模块，回波信号接收模块包括多个并联设置的回波信号接收电路，多个回波信号接收电路分别与时间信息提取模块连接，每个回波信号接收电路均设置有接入端；回波信号接收电路，用于通过接入端接收回波信号，并对回波信号进行处理，将处理后的回波信号发送至时间信息提取模块；时间信息提取模块，用于根据处理后的回波信号确定激光雷达从发射激光脉冲到接收到回波信号的时间间隔，并输出时间间隔。本申请实施例提供了一种低功耗的激光雷达接收芯片。

摘要： 本实用新型公开了激光雷达电机的一体式轴承、激光雷达电机及激光雷达，一体式轴承包括一轴和设于所述轴上的轴承，其中，所述轴承为一个双列球轴承且轴承内圈与所述轴为一体；或者所述轴承包括第一轴承和第二轴承，所述第一轴承的内圈与所述轴为一体，所述第二轴承的内圈滑配在所述轴的外径上且位于所述第一轴承之上。解决了现有技术的激光雷达电机中采用两个单列深沟球轴承分别装配在轴上，需要在两个单列深沟球轴承之间增设垫圈导致装配难度大的问题，采用一体式轴承，可以大大降低装配难度，而且装配精度更高，可靠性更好。此外，采用一个轴承滑配另一个轴承的内圈与轴为一体的一体式轴承，还可以改善电机的振动，提高点云成像的稳定性。

摘要： 本实用新型提供一种机载激光雷达改造为车载激光雷达的支架装置，包括防晒板，防护板，活动螺栓，调节管，支撑杆，调节螺栓，激光雷达本体，缓冲支架，车顶架，缓冲减震保护杆结构和可调节式安装护架，所述的防晒板螺钉连接在防护板的上表面左侧；所述的防护板右部通过活动螺栓安装在调节管的上端；所述的调节管套接在支撑杆的外壁上端，并通过调节螺栓紧固连接设置；所述的激光雷达本体和可调节式安装护架相连接。本实用新型防护帽，减震杆，缓冲管，缓冲弹簧和安装底座的设置，有利于对行驶中的汽车上的激光雷达本体进行缓冲减震，以保证激光雷达本体的工作稳定性。