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什么是激光雷達(dá)（LiDAR）？

LiDAR是基于激光脈沖的主動遙感技術(shù)，通常用于測繪，現(xiàn)在也大面積用在無人駕駛方案中，該技術(shù)起源于上個世紀(jì)60年代，這種脈沖激光技術(shù)的測距方式基本上取決于飛行時間。 大家都知道光的速度，通過計算脈沖激光返回到其發(fā)射的位置所用的時間，可以確定物體有多遠(yuǎn)。例如，光速為299792458m/s，系統(tǒng)記錄的激光脈沖的發(fā)射時間和返回時間差為0.000001秒，那么距離為：299792458*0.000001/2=149.89m，即速度*時間/2。

LiDAR的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)可能非常簡單，但是將這一原理從概念變?yōu)楝F(xiàn)實還是比較困難的。首先，激光雷達(dá)的采樣頻率很高，大多幾十萬上百萬點/每秒，考驗系統(tǒng)處理能力，其次，時間的記錄精度要求相當(dāng)高，要知道在光速下時間差一點測距會差多遠(yuǎn)。

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激光雷達(dá)傳感器組成部分？

激光雷達(dá)傳感器系統(tǒng)有三個主要組件：發(fā)射器，接收器和檢測器，機(jī)載和車載激光雷達(dá)系統(tǒng)也有三個核心組件：LiDAR傳感器、GNSS系統(tǒng)、慣性測量單元。

整個激光雷達(dá)系統(tǒng)中，LiDAR傳感器是最重要的部分，這部分作用是發(fā)射和接收脈沖激光來確定環(huán)境的范圍和形狀。

第二部分是全球定位系統(tǒng)，即GNSS，可將LiDAR數(shù)據(jù)與物理位置進(jìn)行結(jié)合，使點云具有絕對坐標(biāo)。

第三部分是慣性測量單元（IMU），實時記錄系統(tǒng)姿態(tài)信息，確保系統(tǒng)姿態(tài)數(shù)據(jù)的真實性。

將這三個不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)合，同時傳感系統(tǒng)全部協(xié)同工作，以實現(xiàn)LiDAR系統(tǒng)獲取高精度點云數(shù)據(jù)。

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激光雷達(dá)有哪些用途？

LiDAR系統(tǒng)可用于建筑規(guī)劃、道路施工、林業(yè)調(diào)查、地形測繪、電力巡檢、填挖方計算、三維建模、導(dǎo)航避障等領(lǐng)域。應(yīng)用場景相當(dāng)多樣和豐富，甚至用在了電子消費品上，比如蘋果的手機(jī)和平板，已經(jīng)用上激光雷達(dá)傳感器。

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激光雷達(dá)數(shù)據(jù)包含哪些信息？

LiDAR系統(tǒng)獲取的點云數(shù)據(jù)不僅包含高精度xyz坐標(biāo)信息，還包含很重要的強(qiáng)度信息、時間戳和回波信息。

強(qiáng)度信息是LiDAR激光脈沖從環(huán)境中反射后測得的返回強(qiáng)度，返回脈沖的強(qiáng)度是可以確定反射對象的反射率和吸收率。

回波信息有助于我們進(jìn)行點云數(shù)據(jù)的分析和分類。激光雷達(dá)多回波的特性也是大家喜歡用它進(jìn)行山區(qū)地形測繪的原因，因為它提高了激光脈沖透過植被縫隙達(dá)到地表的概率。

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激光雷達(dá)有哪些類型？

主要分為兩大類：測繪型和導(dǎo)航避障型。在測繪應(yīng)用中又可細(xì)分為：機(jī)載式、車載式、手持式和基站式。

機(jī)載激光雷達(dá)比較常見，受地形環(huán)境制約較少，可以遠(yuǎn)距離大面積作業(yè)，效率高，但風(fēng)險也高，畢竟在空中飛行,安全這塊主要看天氣情況和飛行平臺的穩(wěn)定性了。

車載激光雷達(dá)應(yīng)用面稍微窄一些，主要是道路和街景的三維信息獲取，例如高精度地圖數(shù)據(jù)采集與更新。

手持式激光雷達(dá)最近比較火熱，利用SLAM技術(shù)，在無衛(wèi)星信號的地下空間實施三維信息采集，方便快捷。

基站式激光雷達(dá)，出現(xiàn)的比較早，從測量方式上可以分為脈沖式和相位式。脈沖式測距遠(yuǎn)，精度相對低，相位式精度高但測距短，各有優(yōu)劣。

導(dǎo)航避障型激光雷達(dá)主要用在自動駕駛系統(tǒng)之中，結(jié)合毫米波雷達(dá)和可見光相機(jī)等傳感器給自動駕駛大腦提供判斷依據(jù)。

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機(jī)載激光雷達(dá)的使用成本怎么樣？

自動駕駛領(lǐng)域的激光雷達(dá)不作討論，目前，機(jī)載激光雷達(dá)使用面積比較廣，做一下成本分析。

第一：機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)硬件成本。通過目前的市場情況來看，入門級激光雷達(dá)10萬左右可以拿到一套，千米以上測距的機(jī)載激光雷達(dá)還是在百萬以上的價位。

第二，飛行平臺。飛行平臺現(xiàn)在越來越親民，配入門級激光雷達(dá)的無人機(jī)8萬左右可以拿下。

第三，飛手資格證。AOPA證書1萬左右。

第四，配套軟件。航線規(guī)劃軟件、軌跡解算軟件、點云解算軟件、成果輸出軟件等，價格幾萬幾十萬不等，豐儉由人。

第五，保險。很多人容易忽略保險所占用的費用比重。因為機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)屬于精密儀器，比較嬌貴，不買保險多少有點心慌，一般一年保費在投?；鶖?shù)的6%到8%。

第六，人員費用。需要專業(yè)的激光雷達(dá)從業(yè)人員進(jìn)行設(shè)備調(diào)試和數(shù)據(jù)處理，需要工資啊。

第七，電腦等硬件配套設(shè)施。

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相對于攝影測量，機(jī)載激光雷達(dá)優(yōu)勢有哪些？

全天時作業(yè)。晴天、陰天、黑夜都可以工作，主動測量方式無需借助其他光源，極大的減少了光源對作業(yè)條件的制約。

作業(yè)效率高。外業(yè)輕松，不需要相控點；數(shù)據(jù)沒有嚴(yán)格的重疊度要求，可以適當(dāng)加大航間距。

植被“穿透”能力強(qiáng)?！按┩浮敝傅氖羌す饷}沖透過植被縫隙達(dá)到地表，以獲取真實地表三維坐標(biāo)信息，可以創(chuàng)建高精度數(shù)字高程模型。