机载激光雷达pos系统

1、机载激光雷达的简介

机载LiDAR(Light Laser Detection and Ranging)是激光探测及测距系统的简称。
它集成了GPS、IMU、激光扫描仪、数码相机等光谱成像设备。其中主动传感系统(激光扫描仪)利用返回的脉冲可获取探测目标高分辨率的距离、坡度、粗糙度和反射率等信息，而被动光电成像技术可获取探测目标的数字成像信息，经过地面的信息处理而生成逐个地面采样点的三维坐标，最后经过综合处理而得到沿一定条带的地面区域三维定位与成像结果。
在不同的文献中机载LiDAR的称呼不同，主要有机载激光测高(airborne laser altimetry,ALA)；机载激光地形测绘(airborne laser topographic mapping,/airhorne laser terrain mapping,ALTM)；机载激光测量系统(airborne laser mapping,ALM)；机载激光扫描测量系统(airborne laser scanning,ALS)；激光测高(laser altimetry)。
激光雷达(Light Detection and Ranging ,LIDAR)技术在各个方面迅速发展，相对于其它遥感技术，激光雷达技术是遥感技术领域的一场革命。但目前激光雷达数据主要应用于基础测绘、城市三维建模和林业应用、铁路、电力等。在过去十年，作为精确、快速地获取地面三维数据的工具已得到广泛的认同。据统计，截至2001年7月全球约有75个商业组织使用60多种类似的系统，从1998年起，以每年25%的速度递增。加拿大Optech公司生产的ATLM和SHOALS、瑞士Leica公司的ALSSO、瑞典的TopoEyeAB公司生产的TopEye、德国IGI公司的LiteMapper、法国TopoSys公司的FalconⅡ等是当前较成熟的商业系统。

2、国内有没有做车载激光雷达的公司

北醒光子就做车载激光雷达。

激光雷达分类：
一般来说，按照现代的激光雷达的概念，可以分为以下几种:
1、按激光波段分，有紫外激光雷达、可见激光雷达和红外激光雷达。
2、按激光介质分，有气体激光雷达、固体激光雷达、半导体激光雷达和二极管激光泵浦固体激光雷达等。
3、按激光发射波形分，有脉冲激光雷达、连续波激光雷达和混合型激光雷达等。
4、按显示方式分，有模拟或数字显示激光雷达和成像激光雷达。
5、按运载平台分，有地基固定式激光雷达、车载激光雷达、机载激光雷达、船载激光雷达、星载激光雷达、弹载激光雷达和手持式激光雷达等。
6、按功能分，有激光测距雷达、激光测速雷达、激光测角雷达和跟踪雷达、激光成像雷达，激光目标指示器和生物激光雷达等。
7、按用途分，有激光测距仪、靶场激光雷达、火控激光雷达、跟踪识别激光雷达、多功能战术激光雷达、侦毒激光雷达、导航激光雷达、气象激光雷达、侦毒和大气监测激光雷达等。

想要够买车载激光雷达可以了解一下北醒（北京）光子科技有限公司，北醒是一家专注于激光雷达及其解决方案的国家高新技术企业。北醒产品的优势有：1. 产品帧率高、体积小、成本低、接口多；2. 北醒激光雷达现已实现量产，年产能达到60万台；3. 其中代理商100+，合作伙伴覆盖全球超过64个国家和地区。点击了解激光雷达在自动驾驶领域的详细介绍 　　国内做车载激光雷达的公司有两家，一个北科天绘一个中海达，四维远见的SSW车载系统用的就是北科天绘的R-Angle系列，中海达的iScan前一段时间做过巡演，好像是集成MDL的扫描仪。
　　车载/船载激光雷达
　　不论是车载还是船载甚至是机载的激光雷达，其原理都是将三维激光扫描仪加上POS系统装载车上。目的就是为了能在更长，更远的范围内建立DTM模型。GPS的的应用目的就是为了让车子“知道”自己在任何时刻的位置，以方便拟合。
　　在任何移动测量的系统中，做为赋予点云和影像的地理坐标的来源——导航系统，都是其关键的部件。导航系统一般都会使用GPS和惯导单元。但是，地面上复杂的状况，例如：树木。建筑物和立交桥等往往会阻断GPS信号。因此，一套先进的导航系统必须包括其他辅助的传感器和完善的数据处理方法，以使得在GPS丢失信号的同时其航线的精度也能够得到保障。 据我所知国内做这个的有两家，一个北科天绘一个中海达，四维远见的SSW车载系统用的就是北科天绘的R-Angle系列，中海达的iScan前一段时间做过巡演，好像是集成MDL的扫描仪。 我用过四维远见的那个系统，从数据上看北科天绘的扫描仪性能参数不逊于RieglVQ250

3、机器人里面用激光器雷达吗?用来做什么功能?国内做的比较好的是哪些企业...

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。从工作原理上讲，与微波雷达没有根本的区别：向目标发射探测信号（激光束），然后将接收到的从目标反射回来的信号（目标回波）与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，从而对飞机、导弹等目标进行探测、跟踪和识别。

但本文并不讲什么飞机导弹，本文主要介绍的是在汽车上的激光雷达，俗称车载激光雷达，而车载激光雷达又称车载三维激光扫描仪，是一种移动型三维激光扫描系统，是目前城市建模的最有效的工具之一。

什么是三维激光扫描仪？

三维激光扫描仪是利用激光的传播速度快，直线型好的特点将激光发射出去，并接收返回的信息来描述被测量物理的表面形态的。由于被测物体的反射率不同接收到的返回信息也有强弱之分。所谓的三维既是利用扫描仪的水平转动来覆盖一整片区域。这个过程很类似民间的360度全景摄影。区别就是我们得到的“底片”不是图像而是成千上万个点组成的表面形态，在测量术语中叫做点云。请见右图的船体，看似是一副图片，其实是由无数个激光点组成的。不同的颜色就是激光返回不同的反射率的表现。

车载／船载激光雷达

不论是车载还是船载甚至是机载的激光雷达，其原理都是将三维激光扫描仪加上POS系统装载车上。目的就是为了能在更长，更远的范围内建立DTM模型。GPS的的应用目的就是为了让车子“知道”自己在任何时刻的位置，以方便拟合。。

在任何移动测量的系统中，做为赋予点云和影像的地理坐标的来源——导航系统，都是其关键的部件。导航系统一般都会使用GPS和惯导单元。但是，地面上复杂的状况，例如：树木。建筑物和立交桥等往往会阻断GPS信号。因此，一套先进的导航系统必须包括其他辅助的传感器和完善的数据处理方法，以使得在GPS丢失信号的同时其航线的精度也能够得到保障 有。过去，国内搬运机器人企业大都是采购德国西克（Sick）、日本北阳（Hokuyo）的激光雷达产品来保证产品的稳定性和安全性，但进口雷达的高昂费用也将工业AGV的制造成本拉高。
如今，国产激光雷达产品迎来发展，而且在性能上不逊色于国外的产品。
深圳市机智人科技有限公司（以下简称：机智人科技）创始人沈天龙说：“经过测试，机智人科技（Witty Robotics）脉冲激光雷达在某些应用场景性能还要优越于西克（Sick）和北阳（Hokuyo）。” 有的，用来扫描

4、机载激光雷达数据误差源分析方法

机载激光雷达系统是一个复杂的多传感器集成系统，其精度受到系统内各个组成部分的共同影响，因此LiDAR系统的误差源很多，也很复杂。一般而言，机载LiDAR数据与其他空间数据一样存在三种类型误差：粗差、随机误差、系统误差。

一、量测误差

1、激光测距误差

激光测距仪是LiDAR系统最重要的核心设备，激光测距受到多种因素的影响，主要有三类：① 测距仪引起的观测误差。激光测距的每一个工作过程都会带来一定的误差，但起主要作用的是电子光学电路对经过地面反射和空间传播后的不规则激光回波信号进行处理、估计和时间测量带来的误差，分别有时延估计误差和时间测量误差两类。② 大气折射误差。激光在穿透大气时，同GPS 信号一样也会受到大气(对流层) 折射误差的影响，其影响程度取决于激光脉冲的波长。③ 地物目标引起的误差。激光脉冲信号发射到地面时，由于地表物理特征的不同而产生不同的反射。当信号发生漫反射时大量反射信号被接收，会形成较大的接收噪声；当信号发射到光滑物体表面便形成镜面反射，可能会造成激光测距信号“丢失”；

2、 DGPS定位误差

DGPS的定位误差是影响激光脚点精度的主要因素，GPS 动态定位误差主要包括卫星轨道误差、卫星钟差、接收机钟差、多路径效应、天线相位中心不稳定外，还有卫星星座、观测噪声、整周模糊度的求解正确与否等，尽管GPS 定位误差较明显，但它随着观测环境的变化而不断变化，不容易消除或者模型化。为削弱GPS 定位误差的影响，通常采用的方法是在测区内建立多个分布比较均匀的基准站，保证GPS 动态定位计算时离基准站不会太远。

3、姿态量测误差

姿态测量误差是影响机载LiDAR 系统定位精度的因素之一。在机载LiDAR 系统中，通过将刚体IMU 与激光扫描仪进行连接，两者的姿态可以说是完全一致的。IMU 姿态测量的精度会受到加速度计比例误差、速度计常数误差、随机漂移、陀螺各种系统漂移等因素的影响，其姿态测量的精度必然会影响到直接定位的结果。目前，在国内民用INS 系统的精度水平为：航偏0.1、侧滚和俯仰0.05°，采用GPS/INS 组合的精度水平为 0.03°；国外先进的GPS/INS组合的精度水平为：航偏0.01°、侧滚和俯仰0.005°。

4、扫描角误差

扫描角误差是指由于安装、设计等原因使得扫描系统转轴方向偏离了理想状态，使得扫描角的起始角度不为零，这是固定的，可以在出厂时测定；扫描电机的非匀速旋转以及扫描镜的震动等也会给扫描角带来误差；此外，扭矩误差的存在也使得实际扫描角与预计的扫描角不一样。这些都会给计算结果带来误差。

二、硬件安置误差

1、偏心距误差

偏心距误差是各仪器坐标系之间的平移误差。由于各设备具有不同的坐标系中心，需要在安置后对各个设备位置的相互关系进行精确的测定，观测值会存在一定的误差。一般来说，这种误差在数据解算时都进行了消除，带来的影响不大。偏心距误差主要是GPS接收机天线中心到激光束在扫描镜上发射点的距离的量测误差。

2、安置角误差

仪器安置时产生的误差，主要是指非扫描状态下，由于安装而造成的激光束偏离机下点的系统误差航偏误差、俯仰误差、侧滚误差图片。机载LiDAR 系统中，IMU 与激光扫描仪紧密固联，安装时尽量保证IMU 各轴与激光扫描仪系统的各轴指向精确平行，但实际上安装后IMU 各轴指向与激光扫描仪的各轴指向间有一个微小的角度差，即偏心角，也称安置角，在实际生产中，飞机落地时的剧烈震动可能造成仪器的移位，并对数据造成干扰。因此，必须研究其形成机理、影响规律，并做出准确的补偿。偏心角在实际应用中必须检校、精确测定偏心角的大小，并在各种转换中考虑该值，才能把IMU 记录的姿态数据转化为可用于摄影测量生产的精确外方位元素，尤其在机载LiDAR 这种直接对地定位的高精度应用中尤为重要。

3、角度步进误差

角度步进误差是角度记录装置在记录角度变化时产生的误差，一般在出厂时进行校正。

4、扭矩误差

如果将扫描镜视为刚体，在旋转和摆动时由于惯性其转动的实际角度必然会与预期的(记录装置记录值)角度不一样，这就是扭矩误差。其与扫描镜旋转轴的弹性和机械性能有关，在扫描航带的边缘，扫描镜在最大加速度时，其实际的镜面位置和编码器计算位置有细微差别；而在航带中心，无扭矩误差，因为此时加速度为零。

三、数据处理误差

1、时间同步误差

机载LiDAR 系统由POS以及激光扫描系统组成，它们是各自独立的系统设备，具有不同的时间记录装置，这些时间相互独立。为了确定一个激光点的三维坐标，必须保证激光发射的位置、姿态以及测距值是同一时刻的观测值，如果存在时间偏差，或不能精确地确定这一偏差，就会造成点位的误差。而且这种误差是变化的，会随着相关量测的变化率的增加而增加。例如，飞机平稳飞行时，测距和测姿之间时间偏差的影响很小，这时，姿态角一般保持不变或者变化很小；而当飞行不平稳时，时间的偏差就会对激光点的量测误差造成很大影响。

2、内插误差

内插误差是由于激光扫描测距系统与POS系统有不同的数据记录(采样)频率引起的。一般而言，激光扫描测距系统的频率最高，可达150kHz；IMU次之，200Hz左右；DGPS 的频率最低，只有20Hz左右。因此，要想得到每个激光脚点的位置和姿态，就必须对POS数据进行内插。显然，这样会带来内插误差。

3、坐标转换误差

机载LiDAR系统得到的数据是基于WGS-84 坐标系的。而测量的目的一般都是为了工程服务，需要将激光脚点的坐标转换到当地坐标系统中，而由于高程异常的影响，这一过程也会出现误差，这就是坐标转换误差。

5、车载激光雷达有什么用

车载激光雷达主要包括由发射系统、接收系统、信息处理三部分组成。车载激光雷达又称车载三维激光扫描仪，是一种移动型三维激光扫描系统，是城市建模最有效的工具之一。车载、船载或者是机载的激光雷达，其原理都是将三维激光扫描仪加上POS系统装载车上。目的就是为了能在更长，更远的范围内建立DTM模型。以下是车载激光雷达的应用：1、公路测量，维护和勘察；公路资产清查（交通标志，隔音障，护栏，下水道口，排水沟等）；2、公路检测（车辙，道路表面，道路变形）；公路几何模型（横向和纵向的剖面分析）；3、结构分析（立交桥）；淹水评估分析；在GIS系统中的叠加分析；滑坡分析，危害评估（滑坡变形测量与危害分析，滑石和流水分析）；4、交通流量分析，安全评估和环境污染评估；土石方量分析；驾驶视野和安全分析。

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