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四種激光雷達(dá)技術(shù)的最新趨勢(shì)

2021-03-22 14:26 性質(zhì)：原創(chuàng) 作者：無(wú)人機(jī)網(wǎng) 來(lái)源：無(wú)人機(jī)網(wǎng)
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激光雷達(dá)技術(shù)是三維點(diǎn)云的代名詞。四大最受歡迎的激光雷達(dá)平臺(tái)的最新趨勢(shì)是什么，這些發(fā)展又是如何讓云數(shù)據(jù)的終端用戶受益的呢？在行業(yè)內(nèi)，有四種當(dāng)下流行的：1....

激光雷達(dá)技術(shù)是三維點(diǎn)云的代名詞。四大最受歡迎的激光雷達(dá)平臺(tái)的最新趨勢(shì)是什么，這些發(fā)展又是如何讓云數(shù)據(jù)的終端用戶受益的呢？

在行業(yè)內(nèi)，有四種當(dāng)下流行的：1.機(jī)載激光雷達(dá)，使用飛機(jī)和無(wú)人駕駛飛行器（UAVs或 "無(wú)人機(jī)"）從上方采集數(shù)據(jù)；2.移動(dòng)激光雷達(dá)，安裝在移動(dòng)的車輛上，包括公路、鐵路和船只；3.地面激光雷達(dá)，通常使用三腳架從靜態(tài)平臺(tái)上采集數(shù)據(jù)；4.手持式短程激光雷達(dá)，使用SLAM技術(shù)。

機(jī)載激光雷達(dá)

近年來(lái)，機(jī)載激光雷達(dá)最大的進(jìn)步是在處理和交付3D點(diǎn)云。隨著無(wú)人機(jī)自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展，無(wú)人機(jī)的輕型傳感器也得到了發(fā)展。然而，自動(dòng)化云處理和存儲(chǔ)方面的進(jìn)展帶來(lái)了巨大的投資，從而大大縮短了交付時(shí)間。

最大點(diǎn)密度在整個(gè)市場(chǎng)上普遍穩(wěn)定，客戶知識(shí)的提高對(duì)捕獲有更大的影響。舊的獲取盡可能多細(xì)節(jié)的方法正在重新考慮，以支持價(jià)值和只需要盡可能多的細(xì)節(jié)。客戶越來(lái)越意識(shí)到通過(guò)社交媒體可以實(shí)現(xiàn)什么，因此，他們?cè)诩す饫走_(dá)捕獲的細(xì)節(jié)方面也有了更多的了解。

數(shù)據(jù)處理

如上所述，機(jī)載激光雷達(dá)最近最大的變化是在數(shù)據(jù)處理方面。現(xiàn)在，數(shù)據(jù)處理更加自動(dòng)化和精簡(jiǎn)，通常使用完全基于云的架構(gòu)，還包括云中的手動(dòng)編輯和質(zhì)量保證（QA）。這種基于云計(jì)算的方法使現(xiàn)場(chǎng)和辦公室之間的周轉(zhuǎn)時(shí)間大大加快，并具有更多的通用性?，F(xiàn)在，在飛機(jī)降落回停機(jī)坪后，很快就可以上傳項(xiàng)目數(shù)據(jù)，在某些情況下，后處理的數(shù)據(jù)也會(huì)在云端交付。與所有基于云的解決方案一樣，目前大多數(shù)項(xiàng)目面臨的挑戰(zhàn)是帶寬，因?yàn)樾枰銐虻乃俣炔拍軐?shí)現(xiàn)效益。

在澳大利亞，已經(jīng)普遍從大型環(huán)境驅(qū)動(dòng)的捕獲過(guò)渡到更多的林業(yè)和城市應(yīng)用，每年都會(huì)進(jìn)行更新。這些捕獲正在推動(dòng)支持叢林火災(zāi)管理和發(fā)展城市數(shù)字孿生的主要方案。機(jī)載激光雷達(dá)對(duì)于支持創(chuàng)建高質(zhì)量的數(shù)字高程模型(DEM)，以支持?jǐn)?shù)字雙胞胎景觀，并得出高質(zhì)量的最新建筑模型，具有重要意義。這些應(yīng)用意味著，數(shù)據(jù)流通性正在成為激光雷達(dá)采集的最重要因素之一。

輕量級(jí)的RIEGL miniVUX-2UAV激光雷達(dá)能夠以每秒20萬(wàn)次的測(cè)量值捕捉到非凡的細(xì)節(jié)。

隨著人們對(duì)叢林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)注，以林業(yè)為基礎(chǔ)的激光雷達(dá)也在不斷增加。在澳大利亞，對(duì)計(jì)算燃料負(fù)荷以預(yù)測(cè)叢林火災(zāi)的需求很大。諸如海岸侵蝕和海平面上升等應(yīng)用已從大規(guī)模方案減少到對(duì)熱點(diǎn)地區(qū)進(jìn)行更多的局部調(diào)查。

數(shù)字的"雙胞胎"

對(duì)城市地區(qū)和數(shù)字孿生的關(guān)注，以及性價(jià)比，意味著對(duì)全波形激光雷達(dá)的需求減少。更大的數(shù)據(jù)量和不斷發(fā)展的數(shù)據(jù)管理需求，加速了向基于云的存儲(chǔ)和流媒體的過(guò)渡，以及越來(lái)越高效的數(shù)據(jù)壓縮格式。在云端處理和存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)的成本可能會(huì)增加，公司正變得越來(lái)越聰明，只獲取他們需要的數(shù)據(jù)。

最近一段時(shí)間，客戶和供應(yīng)商之間的溝通得到了更有力的推動(dòng)。客戶要求獲得更多有關(guān)數(shù)據(jù)處理管道的信息，而各公司也提供了更多有關(guān)其處理方法的細(xì)節(jié)-無(wú)論是自動(dòng)化、人工還是外包-包括其質(zhì)量保證和編輯的方法。

移動(dòng)激光雷達(dá)

在過(guò)去的幾年里，移動(dòng)激光雷達(dá)已經(jīng)有了長(zhǎng)足的發(fā)展。移動(dòng)激光雷達(dá)采集不再需要眾多的電纜和配件，需要專家精心拼接。所有的測(cè)繪級(jí)傳感器，如Velodyne和Ouster的傳感器，以及RIEGL、Trimble和Leica的測(cè)量級(jí)平臺(tái)，現(xiàn)在都更容易調(diào)動(dòng)：幾乎是即插即用。每個(gè)傳感器都有自己的優(yōu)勢(shì)，從寬廣的垂直視場(chǎng)或更長(zhǎng)的范圍到多個(gè)脈沖回波或更高的精度。金融是以貨幣本身為經(jīng)營(yíng)標(biāo)的、目的通過(guò)貨幣融通使貨幣增值的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，包括以銀行為中心的間接投融資和以投資銀行為中心的直接投融資兩種形式。

在移動(dòng)式激光雷達(dá)中，點(diǎn)密度有所提高，特別是在使用雙掃描頭從單次掃描中獲取更全面的視圖時(shí)。如RIEGL VMX-2HA、Trimble MX9、Teledyne HS600和徠卡Pegasus Two:Ultimate等系統(tǒng)都能每秒采集200多萬(wàn)個(gè)點(diǎn)，范圍從100米到500多米，以達(dá)到很好的細(xì)節(jié)。

Leica Pegasus Two:Ultimate在澳大利亞維多利亞州測(cè)量大洋路。

在雙頭系統(tǒng)中同時(shí)使用兩臺(tái)掃描儀的好處是，現(xiàn)在可以從較少的道路或鐵路走廊內(nèi)捕獲更多細(xì)節(jié)。這也意味著減少了數(shù)據(jù)遮擋，并且由于采集了多角度的掃描數(shù)據(jù)，物體的清晰度得到了改善。

移動(dòng)激光雷達(dá)產(chǎn)生的點(diǎn)密度不斷挑戰(zhàn)著IT基礎(chǔ)設(shè)施。例如，即使在應(yīng)用點(diǎn)云和圖像壓縮的情況下，一個(gè)小時(shí)的數(shù)據(jù)采集可以產(chǎn)生大約200GB的原始數(shù)據(jù)。一個(gè)典型的項(xiàng)目可以在一個(gè)小時(shí)內(nèi)從8個(gè)1200萬(wàn)像素的攝像頭以3米的間距記錄圖像，以及兩個(gè)激光雷達(dá)傳感器以每秒100萬(wàn)個(gè)點(diǎn)的速度同時(shí)工作中產(chǎn)生100GB的數(shù)據(jù)。產(chǎn)生的數(shù)據(jù)規(guī)模之大，成為傳輸速度和GPU的博弈，以實(shí)現(xiàn)高效的點(diǎn)云和圖像處理。

移動(dòng)激光雷達(dá)面臨的另一個(gè)挑戰(zhàn)是要求在道路走廊內(nèi)安全放置高度的勘測(cè)控制?？睖y(cè)控制通常涉及在人行道和垂直表面上戰(zhàn)略性地放置目標(biāo)，或者利用地面激光雷達(dá)數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證移動(dòng)激光雷達(dá)點(diǎn)云的準(zhǔn)確性。隨著周轉(zhuǎn)時(shí)間的加快，以及對(duì)安全標(biāo)準(zhǔn)的要求，勘測(cè)控制是一個(gè)持續(xù)的挑戰(zhàn)。

移動(dòng)激光雷達(dá)的最新進(jìn)展之一是將精確對(duì)準(zhǔn)的高分辨率圖像集成到點(diǎn)云中。最新的系統(tǒng)具有球面和定向相機(jī)組合的相機(jī)陣列。一些系統(tǒng)如RIEGL VMX-2HA和Leica Pegasus Two:Ultimate使用了高達(dá)1200萬(wàn)像素的定向相機(jī)，并能以高達(dá)16FPS的速度捕捉畫(huà)面。這種高度詳細(xì)和對(duì)齊的圖像可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的RGB彩色點(diǎn)云，以改善可視化和分析。

由Leica Pegasus Two:Ultimate生成的彩色移動(dòng)激光雷達(dá)點(diǎn)云。

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