机载海洋激光雷达
传统的水中目标探测装置是声纳。根据声波的发射和接收方式,声纳可分为主动式和被动式,可对水中目标进行警戒、搜索、定性和跟踪。但它体积很大,重量一般在600公斤以上,有的甚至达几十吨重。而激光雷达是利用机载蓝绿激光器发射和接收设备,通过发射大功率窄脉冲激光,探测海面下目标并进行分类,既简便,精度又高。距离和速度分辨率高,意味着可以利用距离——多谱勒成像技术来获得目标的清晰图像。
迄今,机载海洋激光雷达已发展了三代产品。20世纪90年代研制成功的第三代系统以第二代系统为基础,增加了GPS定位和定高功能,系统与自动导航仪接口,实现了航线和高度的自动控制。
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激光雷达的应用领域
激光雷达是一种工作在从红外到紫外光谱段的雷达系统,其原理和构造与激光测距仪极为相似。科学家把利用激光脉冲进行探测的称为脉冲激光雷达,把利用连续波激光束进行探测的称为连续波激光雷达。激光雷达的作用是能准确测量目标位置(距离和角度)、运动状态(速度、振动和姿态)和形状,探测、识别、分辨和跟踪目标。那么激光雷达具体应用到哪些领域呢?下面将作详细讲解!智慧交通随着大城市人口的不断增长,城市的交通也变得更加拥挤,这要求未来的交通更“智慧”。
激光雷达助力机器人行走
激光雷达凭借激光良好的指向性和高度聚焦性,已经成为移动机器人的核心传感器,同时它也是目前可靠、稳定的定位技术。解决了机器人行走的问题,知道如何路径规划,以及避障的功能。目前,激光雷达的市场份额大多被诸如美国Velodyne、美国Quanergy、德国SICK、日本HOKUYO等国外企业占据,售价十分昂贵,多用于地图、安保及无人驾驶。为了降低成本,顺着“弱硬件+强算法”的思路,Quanery用固态图像传感器替代360 度旋转的摄像头和激光测距器,成本将降到 1000 美元一套左右。国内SLAMTEC结合激光三角测距技术与高速视觉采集处理机构,推出了售价仅千元的低成本激光雷达。这种技术主要基于成熟的宽幅工业喷墨打印设备,通过紫外线固化的透明聚合物液滴喷射出来,然后被集成在打印头上的强紫外线灯固化,可以形成各种各样的几何形状,激光雷达在这里面扮演者测量、监控等角色。
激光雷达行业整体
目前,车载激光雷达的产品及生产厂商主要集中于国外,包括美国Velodyne公司、美国Quanegy公司以及德国IBEO公司等。国内的激光雷达产品主要以2D激光雷达为主,多用于地形测绘、建筑测量、家用服务机器人等领域。不过,国内以镭神智能等创业公司为代表的企业也开始尝试逐步进入车用激光雷达行业。同时,由于目前昂贵的价格成为车用激光雷达市场推广的很大障碍,因此低成本化是其未来主要的发展趋势。要如此的测量时间,因此对应的测量系统的成本就很难降到很低,需要使用巧妙的方法降低测量难度。
激光雷达勘测可用于监视下的圣海伦斯火山山顶变化
圣海伦火山以其发生在1980年5月18日08:32(太平洋标准时间)的爆发而闻名。这是美国历死伤人数很多、经济损失很大的火山爆发(1912年阿拉斯加卡特迈火山爆发是美国规模很大的火山爆发)。圣海伦火山爆发造成57人死,250座住宅、47座桥梁、24公里铁路和300公里高速公路被摧毁。火山爆发引发的大规模山崩使山的海拔高度从爆发前2950米下降到了2550米,并形成了1.5公里宽、125米深的马蹄形火山口。喷发出的火山灰和碎屑的体积达到了2.3立方公里,是历史记载中很大规模的一次。虽然与其他地质年代发生过的火山爆发相比则有所逊色。对于全固态激光雷达来说,难的问题莫过于在不借助机械或尽量少借助机械结构的前提下,如何实现光路的偏转(发射),其次是如何实现激光回波的高信噪比检测(接收),目前能够看到的技术主要是两种:MEMS和相控阵。
与喀斯喀特山脉其他火山类似,圣海伦火山呈圆锥形,由熔岩、火山灰、轻石和其它沉积物交替层叠堆积而成。圣海伦火山还包括玄武岩和安山岩层,几个英安岩火山穹丘即为从中喷发形成。很大的一个火山穹丘构成了老的山峰,另一个则构成了北侧的“山羊石”,它们都被1980年的爆发摧毁。激光雷达弥补了其他传感器的精度短板,但同时也有其自身的缺陷,比如在雨雪天气下的传感器噪声问题等。
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