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四种激光雷达技术的最新趋势

2021-03-22 14:26 性质:原创 作者:YAN 来源:无人机网
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激光雷达技术是三维点云的代名词。四大最受欢迎的激光雷达平台的最新趋势是什么,这些发展又是如何让云数据的终端用户受益的呢?在行业内,有四种当下流行的:1....

激光雷达技术是三维点云的代名词。四大最受欢迎的激光雷达平台的最新趋势是什么,这些发展又是如何让云数据的终端用户受益的呢?

在行业内,有四种当下流行的:1.机载激光雷达,使用飞机和无人驾驶飞行器(UAVs或 "无人机")从上方采集数据;2.移动激光雷达,安装在移动的车辆上,包括公路、铁路和船只;3.地面激光雷达,通常使用三脚架从静态平台上采集数据;4.手持式短程激光雷达,使用SLAM技术。

机载激光雷达

近年来,机载激光雷达最大的进步是在处理和交付3D点云。随着无人机自动驾驶技术的发展,无人机的轻型传感器也得到了发展。然而,自动化云处理和存储方面的进展带来了巨大的投资,从而大大缩短了交付时间。

最大点密度在整个市场上普遍稳定,客户知识的提高对捕获有更大的影响。旧的获取尽可能多细节的方法正在重新考虑,以支持价值和只需要尽可能多的细节。客户越来越意识到通过社交媒体可以实现什么,因此,他们在激光雷达捕获的细节方面也有了更多的了解。

数据处理

如上所述,机载激光雷达最近最大的变化是在数据处理方面。现在,数据处理更加自动化和精简,通常使用完全基于云的架构,还包括云中的手动编辑和质量保证(QA)。这种基于云计算的方法使现场和办公室之间的周转时间大大加快,并具有更多的通用性。现在,在飞机降落回停机坪后,很快就可以上传项目数据,在某些情况下,后处理的数据也会在云端交付。与所有基于云的解决方案一样,目前大多数项目面临的挑战是带宽,因为需要足够的速度才能实现效益。

澳大利亚,已经普遍从大型环境驱动的捕获过渡到更多的林业和城市应用,每年都会进行更新。这些捕获正在推动支持丛林火灾管理和发展城市数字孪生的主要方案。机载激光雷达对于支持创建高质量的数字高程模型(DEM),以支持数字双胞胎景观,并得出高质量的最新建筑模型,具有重要意义。这些应用意味着,数据流通性正在成为激光雷达采集的最重要因素之一。

轻量级的RIEGL miniVUX-2UAV激光雷达能够以每秒20万次的测量值捕捉到非凡的细节。

随着人们对丛林火灾风险的关注,以林业为基础的激光雷达也在不断增加。在澳大利亚,对计算燃料负荷以预测丛林火灾的需求很大。诸如海岸侵蚀和海平面上升等应用已从大规模方案减少到对热点地区进行更多的局部调查。

数字的"双胞胎"

对城市地区和数字孪生的关注,以及性价比,意味着对全波形激光雷达的需求减少。更大的数据量和不断发展的数据管理需求,加速了向基于云的存储和流媒体的过渡,以及越来越高效的数据压缩格式。在云端处理和存储大量数据的成本可能会增加,公司正变得越来越聪明,只获取他们需要的数据。

最近一段时间,客户和供应商之间的沟通得到了更有力的推动。客户要求获得更多有关数据处理管道的信息,而各公司也提供了更多有关其处理方法的细节-无论是自动化、人工还是外包-包括其质量保证和编辑的方法。

移动激光雷达

在过去的几年里,移动激光雷达已经有了长足的发展。移动激光雷达采集不再需要众多的电缆和配件,需要专家精心拼接。所有的测绘级传感器,如Velodyne和Ouster的传感器,以及RIEGL、Trimble和Leica的测量级平台,现在都更容易调动:几乎是即插即用。每个传感器都有自己的优势,从宽广的垂直视场或更长的范围到多个脉冲回波或更高的精度。金融是以货币本身为经营标的、目的通过货币融通使货币增值的经济活动,包括以银行为中心的间接投融资和以投资银行为中心的直接投融资两种形式。

在移动式激光雷达中,点密度有所提高,特别是在使用双扫描头从单次扫描中获取更全面的视图时。如RIEGL VMX-2HA、Trimble MX9、Teledyne HS600和徕卡Pegasus Two:Ultimate等系统都能每秒采集200多万个点,范围从100米到500多米,以达到很好的细节。

Leica Pegasus Two:Ultimate在澳大利亚维多利亚州测量大洋路。

在双头系统中同时使用两台扫描仪的好处是,现在可以从较少的道路或铁路走廊内捕获更多细节。这也意味着减少了数据遮挡,并且由于采集了多角度的扫描数据,物体的清晰度得到了改善。

移动激光雷达产生的点密度不断挑战着IT基础设施。例如,即使在应用点云和图像压缩的情况下,一个小时的数据采集可以产生大约200GB的原始数据。一个典型的项目可以在一个小时内从8个1200万像素的摄像头以3米的间距记录图像,以及两个激光雷达传感器以每秒100万个点的速度同时工作中产生100GB的数据。产生的数据规模之大,成为传输速度和GPU的博弈,以实现高效的点云和图像处理。

移动激光雷达面临的另一个挑战是要求在道路走廊内安全放置高度的勘测控制。勘测控制通常涉及在人行道和垂直表面上战略性地放置目标,或者利用地面激光雷达数据来验证移动激光雷达点云的准确性。随着周转时间的加快,以及对安全标准的要求,勘测控制是一个持续的挑战。

移动激光雷达的最新进展之一是将精确对准的高分辨率图像集成到点云中。最新的系统具有球面和定向相机组合的相机阵列。一些系统如RIEGL VMX-2HA和Leica Pegasus Two:Ultimate使用了高达1200万像素的定向相机,并能以高达16FPS的速度捕捉画面。这种高度详细和对齐的图像可以实现高质量的RGB彩色点云,以改善可视化和分析。

由Leica Pegasus Two:Ultimate生成的彩色移动激光雷达点云。

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