Ces dernières années, un type appelé Lidar a pénétré dans divers domaines de l'arpentage et de la cartographie. Beaucoup de gens se sentent très peu familiers avec cela. En fait, c'est un vieil homme. La distance entre la Terre et la Lune telle que nous la connaissons est obtenue grâce à la technologie de télémétrie laser. . Le principe de la télémétrie laser est très simple, c'est-à-dire qu'en mesurant le temps entre l'émission du laser et le moment où la lumière réfléchie par la lune atteint la terre, en la multipliant par la vitesse de la lumière et en la divisant par 2, c'est la distance entre la terre et la lune. Afin de s'assurer que la lumière laser peut être bien réfléchie, les Américains qui ont atterri sur la lune ont spécialement placé un tel miroir sur la lune pour s'assurer que la lumière laser est bien réfléchie.
Atterrissage humain sur la lune
Avec le développement du GPS et de l'IMU (technologie de navigation inertielle), un positionnement précis en temps réel et une détermination de l'attitude sont possibles. De nombreux fabricants ont trouvé que ce type était très approprié pour les levés et la cartographie à sec, donc ces dernières années, Lidar vous a été poussé. Quand quelqu'un voit lidar, un doute surgit dans son esprit:
Quelle est la différence entre le lidar et le radar?
Lidar est-il un radar?
la réponse est!
Si vous ne nous croyez pas, regardez l'image ci-dessous:
La différence entre lidar et radar
La différence entre eux est aussi simple et compréhensible que le nom. Lidar est un radar qui émet une lumière laser. Le principe est fondamentalement similaire, sauf que le lidar émet un faisceau droit, tandis que le radar émet un faisceau d'ondes électromagnétiques en forme de cône.
Selon l'objectif, nous pouvons diviser les capteurs laser en deux catégories, à savoir, le niveau d'évitement d'obstacles et le niveau d'arpentage et de cartographie de haute précision. Grâce à la comparaison, nous pouvons constater que certains paramètres clés, tels que la résolution angulaire, le champ de vision, la distance de mesure, le taux de mesure, la précision de mesure, la technologie d'écho multiple, la technologie d'écho multi-cycle, etc., ces deux types de capteurs laser sont assez différent. Ensuite, nous nous concentrerons sur le lidar d'arpentage et de cartographie.
Lidar d'arpentage et de cartographie est un système qui intègre des capteurs laser, GNSS, IMU et des caméras. Grâce à l'étalonnage des paramètres de chaque capteur, l'écart de position entre les capteurs et l'angle de rotation utilisé pour la conversion entre différents systèmes de coordonnées peuvent être calculés avec précision. De cette manière, les coordonnées relatives des données de nuage de points acquises sont converties en coordonnées géodésiques. En bref, vous pouvez scanner en marchant, et les points que vous scannez sont tous des coordonnées géodésiques! C # 39; est tellement cool!
Composition du système lidar de mesure
Composition du système lidar de mesure
Lors de l'utilisation du lidar pour la topographie et la cartographie, nous pouvons généralement utiliser des plates-formes mobiles telles que des voitures, des véhicules aériens sans pilote et des aéronefs pilotés comme porte-avions. Les données laser brutes, les données GNSS et les données IMU dans le mouvement peuvent être obtenues par post-traitement dans le mode de post-traitement. Les données de point de vente de précision au centimètre près sont basées sur le point de vente et les données laser brutes pour générer des résultats de nuages de points laser que nous voyons souvent.
Alors quelles sont les différences entre les différentes plateformes et comment choisir?
Poursuivez l'efficacité et installez-le directement sur un hélicoptère ou un avion à voilure fixe!
L'efficacité de la mesure est directement maximale, mais comme l'hélicoptère ou le vol à voilure fixe est plus élevé, la précision est pire, généralement autour de 10 cm, cette méthode peut être sélectionnée pour les levés topographiques de grande surface.
La zone d'étude est adaptée au vol et la précision est requise, utilisez donc un drone à voilure tournante.
L'efficacité de l'utilisation des drones à voilure tournante est légèrement inférieure à celle des drones à voilure fixe, mais elle est plus pratique en termes de contrôle de précision, qui peut atteindre une précision de 5 cm. Le lidar aéroporté est une combinaison de panacée, qui peut montrer ses compétences quel que soit le terrain.
Pour des zones urbaines ou des environnements de rue spécifiques, sélectionnez le mode embarqué lidar en mode embarqué.
Il ne peut scanner les données que dans un rayon de 200 mètres des deux côtés de la route et la zone de numérisation est limitée. Ce mode de fonctionnement peut être utilisé dans des projets généraux de reconstruction et d'extension de routes ou des projets de cartes topographiques en bande, et la précision à moins de 100 mètres est de 5 cm.
Sac à dos comme moyen supplémentaire pour combler le dernier vide
Puisque nous sommes un lidar multi-plateforme, nous pouvons même effectuer des mesures sur notre dos. L'existence du mode sac à dos vient compléter les déficiences des plusieurs modes de fonctionnement ci-dessus. Il est utilisé pour mesurer certains endroits où les voitures et les avions ne peuvent pas entrer, tels que la mesure de l'espace souterrain, la mesure de la mine, le calcul du volume carré, etc. Parce qu'il y a une certaine quantité de gigue artificielle lorsque les gens marchent avec l'équipement sur le dos, c'est généralement environ 10 cm après le traitement.
Ces dernières années, un type appelé Lidar a pénétré dans divers domaines de l'arpentage et de la cartographie. Beaucoup de gens se sentent très peu familiers avec cela. En fait, c'est un vieil homme. La distance entre la Terre et la Lune telle que nous la connaissons est obtenue grâce à la technologie de télémétrie laser. . Le principe de la télémétrie laser est très simple, c'est-à-dire qu'en mesurant le temps entre l'émission du laser et le moment où la lumière réfléchie par la lune atteint la terre, en la multipliant par la vitesse de la lumière et en la divisant par 2, c'est la distance entre la terre et la lune. Afin de s'assurer que la lumière laser peut être bien réfléchie, les Américains qui ont atterri sur la lune ont spécialement placé un tel miroir sur la lune pour s'assurer que la lumière laser est bien réfléchie.
Avec le développement du GPS et de l'IMU (technologie de navigation inertielle), un positionnement précis en temps réel et une détermination de l'attitude sont possibles. De nombreux fabricants ont trouvé que ce type était très approprié pour les levés et la cartographie à sec, donc ces dernières années, Lidar vous a été poussé. Quand quelqu'un voit lidar, un doute surgit dans son esprit:
Quelle est la différence entre le lidar et le radar?
Lidar est-il un radar?
La différence entre lidar et radar
La différence entre eux est aussi simple et facile à comprendre que le nom. Lidar est un radar qui émet un laser, comme la série TOF-05D de CYNDAR. Le principe est fondamentalement similaire, sauf que le lidar émet un faisceau droit, tandis que le radar émet un faisceau d'ondes électromagnétiques en forme de cône.
Selon l'objectif, nous pouvons diviser les capteurs laser en deux catégories, à savoir, le niveau d'évitement d'obstacles et le niveau d'arpentage et de cartographie de haute précision. Grâce à la comparaison, nous pouvons constater que certains paramètres clés, tels que la résolution angulaire, le champ de vision, la distance de mesure, le taux de mesure, la précision de mesure, la technologie d'écho multiple, la technologie d'écho multi-cycle, etc., ces deux types de capteurs laser sont assez différent. Ensuite, nous nous concentrerons sur le lidar d'arpentage et de cartographie.
Lidar d'arpentage et de cartographie est un système qui intègre des capteurs laser, GNSS, IMU et des caméras. Grâce à l'étalonnage des paramètres de chaque capteur, l'écart de position entre les capteurs et l'angle de rotation utilisé pour la conversion entre différents systèmes de coordonnées peuvent être calculés avec précision. De cette manière, les coordonnées relatives des données de nuage de points acquises sont converties en coordonnées géodésiques. En bref, vous pouvez scanner en marchant, et les points que vous scannez sont tous des coordonnées géodésiques! C # 39; est tellement cool!
Lors de l'utilisation du lidar pour la topographie et la cartographie, nous pouvons généralement utiliser des plates-formes mobiles telles que des voitures, des véhicules aériens sans pilote et des aéronefs pilotés comme porte-avions. Les données laser brutes, les données GNSS et les données IMU dans le mouvement peuvent être obtenues par post-traitement dans le mode de post-traitement. Les données de point de vente de précision au centimètre près sont basées sur le point de vente et les données laser brutes pour générer des résultats de nuages de points laser que nous voyons souvent.
Alors quelles sont les différences entre les différentes plateformes et comment choisir?
Poursuivez l'efficacité et installez-le directement sur un hélicoptère ou un avion à voilure fixe!
L'efficacité de la mesure est directement maximale, mais comme l'hélicoptère ou le vol à voilure fixe est plus élevé, la précision est pire, généralement autour de 10 cm, cette méthode peut être sélectionnée pour les levés topographiques de grande surface.
La zone d'étude est adaptée au vol et la précision est requise, utilisez donc un drone à voilure tournante.
L'efficacité de l'utilisation des drones à voilure tournante est légèrement inférieure à celle des drones à voilure fixe, mais elle est plus pratique en termes de contrôle de précision, qui peut atteindre une précision de 5 cm. Le lidar aéroporté est une combinaison de panacée, qui peut montrer ses compétences quel que soit le terrain.
Radar aéroporté UAV, Lidar aéroporté
Mode de fonctionnement du drone à rotor
Pour des zones urbaines ou des environnements de rue spécifiques, sélectionnez le mode embarqué lidar en mode embarqué.
Il ne peut scanner les données que dans un rayon de 200 mètres des deux côtés de la route et la zone de numérisation est limitée. Ce mode de fonctionnement peut être utilisé dans des projets généraux de reconstruction et d'extension de routes ou des projets de cartes topographiques en bande, et la précision à moins de 100 mètres est de 5 cm.
Sac à dos comme moyen supplémentaire pour combler le dernier vide
Puisque nous sommes un lidar multi-plateforme, nous pouvons même effectuer des mesures sur notre dos. L'existence du mode sac à dos vient compléter les déficiences des plusieurs modes de fonctionnement ci-dessus. Il est utilisé pour mesurer certains endroits où les voitures et les avions ne peuvent pas entrer, tels que la mesure de l'espace souterrain, la mesure de la mine, le calcul du volume carré, etc. Parce qu'il y a une certaine quantité de gigue artificielle lorsque les gens marchent avec l'équipement sur le dos, c'est généralement environ 10 cm après le traitement.
Avec autant de paramètres de lidar, à quels indicateurs dois-je faire attention?
1. Résolution angulaire, qui est la précision de la mesure de l'angle
La résolution angulaire est la capacité du scanner à distinguer la cible. Plus la résolution angulaire est petite, plus la cible peut être distinguée et plus les données de nuage de points mesurées sont délicates. En général, la précision de la mesure d'angle des capteurs laser d'évitement d'obstacles n'est que d'environ 0,1 °, tandis que la résolution angulaire des capteurs laser d'arpentage et de cartographie est généralement de 0,001 ° ou même inférieure.
2. Mesure de la distance
La distance de mesure est liée à la fréquence d'émission laser et à la réflectivité des objets réels au sol. La distance de mesure maximale est liée à la réflectivité. Généralement, il se réfère à la distance de balayage maximale sous la condition de ρ ≧ 60% (partiellement égal à ρ ≧ 90%). La fréquence d'émission laser est inversement proportionnelle. Plus la fréquence d'émission est élevée, plus la distance de mesure est petite. Différents objets (montagnes, végétation, bâtiments en ciment, tuyaux métalliques, minéraux du sol, charbon, etc.) ont une réflectivité différente et la plupart des bâtiments ont une réflectivité. Environ 50%, les chaussées de charbon et d'asphalte représentent environ 20%, donc dans les applications pratiques, nous devons réduire la portée maximale de l'équipement.
3. Mesure de la vitesse
Elle se traduit généralement par la fréquence d'émission maximale de l'impulsion laser. Par exemple, la fréquence maximale d'émission laser du VUX-1UAV du RIEGL&est de 550 000 points / s, tandis que le mini VUX-1UAV est de 100 000 points / s.
4. Précision de mesure
Il se réfère à la valeur réelle obtenue après avoir mesuré un certain montant. C'est le degré de cohérence avec la vérité. La répétabilité est également appelée reproductibilité ou répétabilité, qui est une grandeur utilisée pour exprimer la possibilité d'obtenir le même résultat à partir de plusieurs mesures. Généralement, la précision de mesure des capteurs laser de niveau d'arpentage et de cartographie est d'environ 1 cm.
5. Champ de vision
Le champ de vision=l'angle de balayage du faisceau laser, qui se réfère à la plage angulaire maximale que le faisceau laser peut atteindre à travers le dispositif de balayage, et le champ de vision effectif est généralement lié à l'altitude et à la distance de mesure effective pendant le fonctionnement réel . Bien que le champ de vision horizontal de nombreux capteurs laser soit de 360 °, nous n'utilisons généralement que 90 ° -120 ° dans les applications réelles.
Les avantages ont été tellement disputés, alors quelles sont les lacunes du lidar?
1. Affecté par la météo et l'environnement.
Quel que soit le mode de fonctionnement du lidar, en raison de la limitation des caractéristiques physiques du laser, le capteur laser est grandement affecté par les facteurs environnementaux, et il n'est pas stable et fiable à l'extérieur et dans l'environnement de fumée, poussière, pluie, neige , sable et forte lumière. Travailler.
2. Cher
Le prix des produits industriels est rationnel, et ses coûts de recherche et développement sont élevés, et cela ne peut être dilué que par la production de masse. À ce stade, la demande de lidar n'est pas si grande, ce qui rend difficile la réduction du coût. L'autre est le coût marginal. Lidar est une machine de haute précision. La tête laser qui peut être utilisée pour la topographie et la cartographie est beaucoup plus chère que le niveau d'évitement d'obstacles. La production de produits n'est pas facile et le coût de production lui-même est très élevé.
Bien que le lidar actuel ne soit pas parfait, en raison de sa capacité à transmettre la végétation, il peut mesurer directement la surface du sol et résoudre bien le problème de la mesure de la forêt dense, il est donc favorisé par de nombreux clients. À l'avenir, avec les progrès de la technologie et l'augmentation de la production de masse, le problème du coût excessif peut être efficacement réduit. Bien que Lidar ne soit pas parfait à l'heure actuelle, on peut s'y attendre dans le futur!
Avec autant de paramètres de lidar, à quels indicateurs dois-je faire attention?
1. Résolution angulaire, qui est la précision de la mesure de l'angle
La résolution angulaire est la capacité du scanner à distinguer la cible. Plus la résolution angulaire est petite, plus la cible peut être distinguée et plus les données de nuage de points mesurées sont délicates. En général, la précision de la mesure d'angle des capteurs laser d'évitement d'obstacles n'est que d'environ 0,1 °, tandis que la résolution angulaire des capteurs laser d'arpentage et de cartographie est généralement de 0,001 ° ou même inférieure.
2. Mesure de la distance
La distance de mesure est liée à la fréquence d'émission laser et à la réflectivité des objets réels au sol. La distance de mesure maximale est liée à la réflectivité. Généralement, il se réfère à la distance de balayage maximale sous la condition de ρ ≧ 60% (partiellement égal à ρ ≧ 90%). La fréquence d'émission laser est inversement proportionnelle. Plus la fréquence d'émission est élevée, plus la distance de mesure est petite. Différents objets (montagnes, végétation, bâtiments en ciment, tuyaux métalliques, minéraux du sol, charbon, etc.) ont une réflectivité différente et la plupart des bâtiments ont une réflectivité. Environ 50%, les chaussées de charbon et d'asphalte représentent environ 20%, donc dans les applications pratiques, nous devons réduire la portée maximale de l'équipement.
3. Mesure de la vitesse
Elle se traduit généralement par la fréquence d'émission maximale de l'impulsion laser. Par exemple, la fréquence maximale d'émission laser du VUX-1UAV du RIEGL&est de 550 000 points / s, tandis que le mini VUX-1UAV est de 100 000 points / s.
4. Précision de mesure
Il se réfère à la valeur réelle obtenue après avoir mesuré un certain montant. C'est le degré de cohérence avec la vérité. La répétabilité est également appelée reproductibilité ou répétabilité, qui est une grandeur utilisée pour exprimer la possibilité d'obtenir le même résultat à partir de plusieurs mesures. Généralement, la précision de mesure des capteurs laser de niveau d'arpentage et de cartographie est d'environ 1 cm.
5. Champ de vision
Le champ de vision=l'angle de balayage du faisceau laser, qui se réfère à la plage angulaire maximale que le faisceau laser peut atteindre à travers le dispositif de balayage, et le champ de vision effectif est généralement lié à l'altitude et à la distance de mesure effective pendant le fonctionnement réel . Bien que le champ de vision horizontal de nombreux capteurs laser soit de 360 °, nous n'utilisons généralement que 90 ° -120 ° dans les applications réelles.
Les avantages ont été tellement disputés, alors quelles sont les lacunes du lidar?
1. Affecté par la météo et l'environnement.
Quel que soit le mode de fonctionnement du lidar, en raison de la limitation des caractéristiques physiques du laser, le capteur laser est grandement affecté par les facteurs environnementaux, et il n'est pas stable et fiable à l'extérieur et dans l'environnement de fumée, poussière, pluie, neige , sable et forte lumière. Travailler.
2. Cher
Le prix des produits industriels est rationnel, et ses coûts de recherche et développement sont élevés, et cela ne peut être dilué que par la production de masse. À ce stade, la demande de lidar n'est pas si grande, ce qui rend difficile la réduction du coût. L'autre est le coût marginal. Lidar est une machine de haute précision. La tête laser qui peut être utilisée pour la topographie et la cartographie est beaucoup plus chère que le niveau d'évitement d'obstacles. La production de produits n'est pas facile et le coût de production lui-même est très élevé.
Bien que le lidar actuel ne soit pas parfait, en raison de sa capacité à transmettre la végétation, il peut mesurer directement la surface du sol et résoudre bien le problème de la mesure de la forêt dense, il est donc favorisé par de nombreux clients. À l'avenir, avec les progrès de la technologie et l'augmentation de la production de masse, le problème du coût excessif peut être efficacement réduit. Bien que Lidar ne soit pas parfait à l'heure actuelle, on peut s'y attendre dans le futur!
