手持激光雷达扫描仪飞马在地形测绘中的运用

SLAM的全称为Simultaneous Localization And Mapping即“同时定位与地图构建”。最近几年由于机器人、无人机、自动驾驶、AI、VR和AR技术的发展,SLAM技术逐渐被人们熟知。SLAM技术是通过激光传感器感知周围的环境,并将不同时刻感知的环境进行匹配套合,从而反推本体在环境中的位置及运动轨迹。随着SLAM技术的设备及定位精度的提高,该技术逐渐在测绘行业中使用,迅速成为除RTK和全站仪采点成图之外的一种地形图成图手段。国外GeoSLAM等公司推出大量的产品,在该领域处于领先地位,为打破国外封锁,国内的飞马、数字绿土等公司也研发出相应的产品。该文主要通过具体的案例论述国产手持激光雷达扫描仪飞马SLAM 100在地形测绘中的运用,侧重于表述SLAM技术及SLAM100产品在运用中的优缺点。

运用激光雷达扫描技术进行停车位调查

城市停车位资源的基础空间数据一般采用人工传统测量与调查的方式获取,该方式工作量大、效率低、调查成果无法追溯,且人员在道路测量中存在安全隐患。鉴于此,以天津市南开区为例,利用车载和地面激光雷达扫描技术调查采集城市各类停车资源,借助人工和自动提取技术提取现状各类停车位和桥下空间信息,并通过数据核查对各类现状停车资源进行修正,快速获取城市各类停车资源的基础信息数据。采用激光雷达扫描技术调查停车位可突破传统车位调查的作业模式,大大提高调查的速度与准确度,并保障人员安全和数据的可溯源性,为城市停车位现状资源调查提供了新的技术方案。

激光雷达扫描仪快速标定方法的研究

激光雷达扫描仪因抗干扰性高、测量距离远等优点被广泛应用。激光雷达扫描仪的标定是其应用的前提。对激光雷达扫描仪标定算法进行了研究,提出了基于全站仪测量的快速标定方法。通过测量全局坐标系下激光雷达扫描仪上的标记点,建立与设备位姿相关的标定模型。运动过程中,实时采集设备位姿并代入标定模型,从而实现激光扫描仪坐标实时转化。试验结果证明,此标定方法过程简单,简化了繁琐计算,保证了标定精度。该方法尤其适用于远距离、大场景工况,在大型设备、大测量视野工业现场具有广阔的应用前景。

激光雷达扫描在农村宅基地面积测量中的应用

农村宅基地面积测量工作一直存在难度大、时期长、效率慢等问题。鉴于此,首先利用激光雷达扫描技术采集农村宅基地目标点云数据,并对点云数据进行滤波去噪和配准,提取点云数据特征,识别宅基地目标,划分界址点;然后结合界址点和网格面积、数量,计算农村宅基地面积。结果表明,根据农村宅基地面积精度要求,计算得到的农村宅基地面积限差和中误差均在要求范围内,说明激光雷达扫描技术在农村宅基地面积测量中具有很好的应用效果。

基于激光雷达扫描技术的河道测量研究

为解决水下河床地形和高程测绘难题,本文以某河流整治工程为研究对象,借助三维激光雷达扫描技术对河道的水下地形进行现场观测。结果表明,借助三维激光雷达扫描技术完成了河道地形数据采集,相对于传统水下地形数据点采集方式,具有自动化程度高、采集点云覆盖面大、无接触测量和自动成图等优点,采用坡度滤波技术有效地对异常点进行了剔除,保证了数据的高精度。基于三维激光雷达扫描技术的测绘成果精度较高,具有推广价值。研究结果可为水利工程测绘提供参考。

激光雷达扫描技术在公路施工图定测中的应用

为探究激光雷达扫描技术在公路施工图定测中应用的可行性,以泉州市马甲互通区为测量范围,使用激光雷达扫描技术获取公路施工图定测DEM数据,通过卫星定位测量RTK实地检查、倾斜摄影法对比分析得出,激光雷达扫描技术在植被覆盖率低的区域高程测量中具有可行性,获得的DEM数据具有一定的可靠性,能够满足公路施工图定测的要求。

基于激光雷达扫描的输电空间三维数据协同方法

针对三维数据协同过程中存在的噪声数据较多、三维数据协同准确率较低等问题,提出基于激光雷达扫描的输电空间三维数据协同方法。根据三维数据点与输电空间半径之间的角度关系,利用激光雷达提取输电空间三维数据。将提取到的扫描线、阵列式、多边形三维数据进行去噪处理,获取坐标系中的最值;按照不同方向坐标轴划分,对应空间内落入三维数据,计算三维数据频率,确定噪声数据并进行剔除。依据激光雷达扫描协同原理,实现输电空间三维数据协同。实验结果表明,采用文中方法进行输电空间三维数据协同的准确率最高可达97%,协同效果较为理想。

激光雷达扫描技术在1∶500地籍测绘中的应用

传统的1∶500地籍测绘主要采用全站仪或RTK人工测量的方法,成本高、作业效率低。激光雷达扫描技术具有效率高、灵活可靠、精度高等优点,激光雷达扫描为面测量,能够满足传统测量方式难以完成的作业和工期要求。本文结合项目实际,通过激光雷达扫描技术在1∶500地籍测绘的应用研究,建立了完整的技术流程,使用多平台移动激光雷达系统,结合立体测图软件,快速完成地籍图绘制,点云数据满足1∶500地籍测图精度。

气流干扰下机载激光雷达扫描三维地形成像研究

在气流干扰下机载激光雷达扫描三维地形成像较为模糊,为了提高成像的清晰度,提出一种基于气流扰动抑制与多级小波尺度分解的机载激光雷达扫描三维地形成像优化技术。在机载激光雷达扫描成像过程中,采用自适应反演积分控制方法进行气流扰动抑制,提高成像的稳定性。对采集的激光雷达扫描图像进行边缘轮廓检测和像素信息融合处理,采用多级小波尺度分解方法进行图像降噪,提高三维地形成像的清晰度。仿真结果表明,采用该方法进行三维地形成像,输出图像的清晰度较高,成像的归一化相关系数较大,说明成像质量较好,抗干扰能力较强。

激光雷达扫描技术在堆料体积智能测量中的应用研究

为解决拌合站的库存管理自动化程度低和管理低效的问题,文章提出了一种基于激光雷达扫描技术的堆料体积智能测量应用研究。该应用通过行走小车搭载激光雷达扫描仪来获取仓库所有库位堆料的三维点云数据,建立堆料的三维模型并计算体积。这种测量方式不仅效率高,而且精度可靠,为拌合站的库存管理提供了可靠的技术手段。

再次引领行业风潮?一文了解iPad Pro激光雷达扫描仪

3月18日,苹果在官网更新了iPad Pro、MacBook Air和Mac mini三款产品。iPad Pro毫无疑问是此次更新中的重磅产品,A12Z仿生芯片、摄像头双摄、妙控键盘、激光雷达扫描仪……对于此次的更新,苹果似乎是信心十足,甚至打出了“你的下一台电脑,何必是电脑”的宣传语。当然,其中最让人浮想联翩的还是新加入的激光雷达扫描仪,那么它到底是什么,又能做什么?想必很多朋友都非常好奇,接下来就让我们一起了解一下。

基于激光雷达扫描技术的地物体积计算方法

针对传统工程作业过程中地物体积计算工作量大、效率低下、复杂形状计算难度大的问题,提出基于激光雷达扫描技术的地物体积计算方法。通过无人机激光雷达扫描系统获取空间体三维点云数据,使用规则格网方法对点云进行重采样并求得空间体体积。以地表一车辆为例,获取地表面与车辆两次点云数据,对原始数据进行轨迹解算和坐标解算,使用布料模拟滤波方法(CSF)获取地面数据并去除噪声点,通过划分不同间距的规则格网计算地表车辆体积,并与实际体积对比,结果显示在1 m、0.5 m、0.25 m、0.1 m的重采样间距下,体积误差分别为6.989%、1.937%、0.190%和0.541%,重采样间距为0.25 m时计算精度最高。使用该方法计算地物体积的效率和计算精度较高,能够实现不规则地物的体积计算,为相关工程应用提供参考。

航空摄影与机载激光雷达集成技术在水利测量中的应用

由于航空摄影及机载激光雷达扫描技术具有不同的工作原理,在测量中有着不同的适用场合。如何充分发挥两套系统的优势,以适应复杂的工程测量工作,是从业人员亟须面对的问题。本文通过无人机航空摄影及机载激光雷达扫描集成技术在水利测量项目中的应用,论证了其可行性,并为相应的技术推广提供了借鉴和参考。

弱偏差特征过滤的建筑物焊接连接构造点激光雷达特征提取

在扫描建筑物焊接连接构造的过程中,由于构造点区域缺少明显的特征,易形成弱偏差干扰,提出一种在弱偏差特征过滤下,应用激光雷达扫描的特征提取方法。利用激光雷达扫描中的阵列分析法,采集建筑物焊接连接构造的点云数据,利用KD-Tree模型剔除点云集合中的弱偏差特征噪声数据;采用邻域方向分布法,在被跟踪的构造点集合中标记出倒数的2个点,并搜索初始集合中相连的有向线段,将最小扫描角度的线段端点加到特征集合中。结果表明:该方法提取的位置精度高,区域匹配度最高值可达到95%。

机载激光雷达扫描揭示海原断裂带微地貌的精细结构

第四纪地貌体的位错精确测量是活动断裂研究的基础,提高地形数据的分辨率是关键.激光雷达三维扫描(LiDAR)是一种快速获取高精度地形数据的先进有效方法.在我国一条标志性的大型活动断裂——海原断裂带上成功开展了机载激光雷达扫描,覆盖128km的区段,获取了高密度的激光点云数据和达0.5m分辨率的数字高程模型(DEM),实现了对海原断裂带的微地貌形态和断层几何的高清晰度三维再现.高密度大范围的三维激光扫描促进断裂活动性和古地震复发规律的精细化研究.

基于扫描激光雷达的列车速度测量系统

针对传统列车速度测量装置存在量程小、调试复杂等问题,基于扫描激光雷达技术,设计了一套适用于高速列车动态限界测量的列车速度测量系统。将扫描激光雷达固定在距列车10m左右的位置上,根据激光脉冲飞行时间测距原理,沿列车行驶方向对进入扫描范围内的列车车身逐点扫描,获得由测量点组成的车身轮廓信息;通过最小二乘拟合车厢测量点,得到列车行驶轨迹,确定列车行驶方向;采用分段线性差值确定相邻两次测量周期内列车行驶的距离,完成列车速度的测量。结果表明:该测速系统操作方便,量程可达600km/h,测速误差控制在±1.2%以内,可以满足高速列车速度测量需求。

增益调制非扫描激光雷达测距精度的理论分析

非扫描成像激光雷达是激光雷达重要发展方向之一。介绍了增益调制型非扫描激光雷达系统的成像原理。根据该激光雷达的成像原理可以得出,脉冲宽度和背景光积累将会对激光雷达的测距精度产生较大影响。分析了脉冲宽度、回波展宽以及背景光会对距离精度产生的影响。在考虑脉冲宽度和背景光积累,忽略其他噪声和目标表面粗糙度的情况下,对大气传输和目标对回波脉冲展宽的影响进行了分析,对增益调制型非扫描激光雷达在不同的系统及目标参数情况下的回波波形和测距精度进行了仿真计算,为系统性能参数的选择和距离图像的后续处理提供了理论依据。

双扫描激光雷达精细探测低层大气气溶胶方法

为实现水平非均匀分布的低层大气气溶胶光学特性的遥感探测,提出一种基于双扫描激光雷达的气溶胶精细探测方法.该方法以扫描激光雷达为遥感探测工具,通过双激光雷达相向交叉扫描工作模式,实现对同一空域近地表气溶胶全视野剖面的交叉探测,从而提供双激光雷达方程组以精确求解气溶胶消光和后向散射系数.在数据反演过程中,通过对交叉扫描区域进行坐标化和网格化处理、网格像素单元的初值预设,以及双扫描激光雷达方程组的数值逼近反演得到气溶胶消光.利用长距离扫描激光雷达的数据对该方法进行验证,结果表明,该方法与多角度方法反演所得到的结果随高度变化的趋势具有高度的一致性;同时双扫描激光雷达可提供交叉扫描区域剖面的气溶胶浓度分布,相比于单条廓线具有较大的优势.

扫描式测风激光雷达的风场反演

为了解决扫描式测风激光雷达斜上方空域三维风场分布探测的难题,提出采用多点规则采集、四波束分组结算、多区域融和的方式进行观测区域的风场反演。以速度可控的硬目标作为研究对象,通过比较合成后的风速大小与控制速度的差异验证了该反演方式的有效性。通过设计精度试验,对实际风场进行测量。对雷达测量结果与三维超声波风速风向仪测量数据进行对比,结果表明:采用该风场反演技术对距离400 m内的风场进行推算,风向精度优于5°,风速精度优于2 m/s,能够准确描绘探测区域的风场信息。

基于线阵APD探测器的脉冲式一维非扫描激光雷达系统

介绍了非扫描激光雷达的原理,描述了研制的基于线阵APD雪崩光电二极管的一维非扫描激光雷达系统。该系统使用线阵APD作为探测器,红外脉冲式纳秒激光器作为探测光源,利用飞行时间法实现了目标的一维距离图像的非扫描测量。系统使用了APD多通道并行前置放大电路,并利用模拟开关控制高速继电器进行多通道轮询切换,实现了APD阵列的多通道驱动,并有效地降低了通道间的串扰。进行了多组6～18 m的一维距离成像实验,结果表明系统的距离分辨率优于10 cm,各通道的平均测距标准偏差约为8.6 cm。该系统的设计为将来的面阵APD二维非扫描激光雷达的研制奠定了基础。