А:
LiDAR, также известный как Light Detection and Ranging, представляет собой систему, которая сочетает в себе технологии лазера, глобальной системы позиционирования (GPS) и инерциального измерительного блока (IMU) для сбора данных и создания точных цифровых моделей рельефа (DEM). Объединив эти три технологии, LiDAR может точно определить место, где лазерный луч попадает на объект, и достичь точности измерения дальности на уровне сантиметра. Самыми большими преимуществами LiDAR являются его точность и эффективность в работе.
LiDAR может точно и точно получать такую информацию, как расстояние и скорость цели, или получать изображения цели. Принцип работы LiDAR заключается в том, что лазерный луч направляется через блок сканирования для формирования угла отклонения луча, который взаимодействует с целью, создавая эхо-сигналы отражения/рассеяния. Когда приемник активен, отраженные фотоны с исходного пути могут достичь приемника. Приемник формирует прием сигнала через фотодетектор и получает такую информацию, как расстояние и скорость цели, или обеспечивает трехмерное изображение посредством обработки сигнала.
LiDAR состоит из четырех основных систем: системы лазерного излучения, системы приема лазера, системы обработки информации и системы сканирования. Эти четыре системы работают вместе, чтобы получить большой объем позиционной информации за короткий период времени и использовать эту информацию для трехмерного моделирования.
1. Система лазерного излучения: источник лазера периодически приводит в действие лазерный излучатель, излучая лазерные импульсы. Лазерный модулятор управляет направлением и количеством излучаемых лазерных лучей через контроллер луча, а излучаемый лазер направляется на целевой объект через эмиссионную оптическую систему.
2. Система приема лазера: фотодетектор принимает лазер, отраженный целевым объектом, через оптическую систему приема и генерирует сигнал приема.
3. Система обработки информации: полученные сигналы усиливаются, обрабатываются и преобразуются в цифровые сигналы. Затем модуль обработки информации вычисляет форму поверхности, физические свойства и другие характеристики целевого объекта для создания целевой модели.
4. Система сканирования: она вращается со стабильной скоростью, сканируя плоскость и генерируя информацию о местоположении в реальном времени.
Классификация LiDAR осуществляется на основе различных факторов:
1. Классификация функций и использования: отслеживание LiDAR (для измерения дальности и угла), индикация движения цели LiDAR (для получения доплеровской информации о цели), LiDAR для измерения скорости потока (для измерения доплеровской информации), LiDAR для обнаружения сдвига ветра, LiDAR для идентификации цели, визуализация LiDAR (для измерения отраженных сигналов интенсивности и расстояния от различных частей цели) и LiDAR с датчиком вибрации.
2. Классификация рабочих систем: доплеровский LiDAR, LiDAR с синтезированной апертурой, LiDAR с дифференциальным поглощением, LiDAR с фазированной решеткой, портативный LiDAR, наземный LiDAR, бортовой LiDAR, бортовой LiDAR, корабельный LiDAR, космический LiDAR и ракетный LiDAR.
3. Классификация рабочей среды: твердотельный LiDAR, газовый LiDAR, полупроводниковый LiDAR, твердотельный LiDAR с диодной накачкой и т. д.
4. Классификация технологий обнаружения: тип прямого обнаружения, тип когерентного обнаружения.
5. Классификация платформ: портативный LiDAR, наземный LiDAR, бортовой LiDAR, бортовой LiDAR, корабельный LiDAR, космический LiDAR и ракетный LiDAR и другие.
Лидары можно классифицировать по нескольким факторам:
1. Функция и назначение: включает в себя радар слежения (для измерения расстояния и угла), радар индикации движущихся целей (для получения доплеровской информации о цели), радар измерения скорости потока (для измерения доплеровской информации), радар обнаружения сдвига ветра, радар распознавания цели, радар визуализации (для измерения интенсивности отражения и расстояния до различных частей цели) и радар обнаружения вибрации.
2. Операционная система: сюда входят доплеровский лидар, лидар с синтезированной апертурой, лидар с дифференциальным поглощением, лидар с фазированной решеткой, портативный лидар, наземный лидар, лидар, устанавливаемый на транспортном средстве, бортовой лидар, корабельный лидар и спутниковый лидар.
3. Рабочая среда: сюда входят твердотельный лидар, газовый лидар, полупроводниковый лидар, твердотельный лидар с диодной накачкой и т. д.
4. Технология обнаружения: включает в себя тип прямого обнаружения и тип последовательного обнаружения.
5. Платформа. Сюда входят портативный лидар, лидар наземного базирования, лидар, устанавливаемый на транспортном средстве, лидар воздушного базирования, лидар корабельного базирования, лидар базирования и лидар ракетного базирования.
К преимуществам лазерного радара относятся:
1. Высокое разрешение. Лазерный радар может достигать высокого разрешения по углу, расстоянию и скорости, что означает, что он может создавать очень четкие изображения с использованием методов доплеровской визуализации.
2. Высокая точность: лазерные лучи распространяются по прямым линиям, имеют хорошую направленность, узкие лучи и низкую дисперсию, что обеспечивает высокую точность.
3. Высокая устойчивость к активным помехам. В отличие от радаров микроволнового и миллиметрового диапазона, на которые легко воздействуют широко распространенные в природе электромагнитные волны, лазерный радар имеет мало источников помех в природе, что делает его очень устойчивым к активным помехам.
4. Он имеет чрезвычайно высокое разрешение по расстоянию, углу и скорости: точность обнаружения находится в пределах нескольких сантиметров, что позволяет точно идентифицировать конкретные контуры и расстояния до препятствий, не пропуская и не ошибочно оценивая препятствия впереди.
5. Сбор обширной информации. Лазерный радар может напрямую получать такую информацию, как расстояние, угол, интенсивность отражения и скорость целей, а также генерировать многомерные изображения целей. Высокочастотные лазеры могут получить примерно 1,5 миллиона информации о положении точек за одну секунду, точно восстанавливая трехмерные характеристики окружающей среды, используя информацию о расстоянии из этих облаков точек.
6. Всепогодная работа. В отличие от радара миллиметрового диапазона, лазерный радар может обнаруживать человеческие тела, а дальность его обнаружения больше, чем у камер.
7. Большая дальность обнаружения: длина волны лазерного радара находится в диапазоне тысяч нанометров, с хорошей направленностью, отсутствием рулевого управления и рассеяния при увеличении расстояния. Он не ограничен пикселями и светом.
