激光雷达基本知识(1)..65页PPT

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激光雷达系统ppt课件

激光雷达系统ppt课件
激光雷达系统
组成
机载激光雷达
测量平台
姿态测量与导航系统
激光系统
数据处理
数码相机
同步控制
惯性导航
差分GPS
激光系统
工作流程
• • 机载激光雷达测量系统的的数据采集和处理过程 (一)航飞采集激光扫描数据及数码影像 1.在航飞前要制订飞行计划。航飞计划应包括航带划分,确定飞行高度、 速度、激光脉冲频率、航带宽度、激光反射镜转动速度、数码相机方位元素 及定位、相机拍摄时间间隔等,并将各航带的首尾坐标及其他导航坐标输入 导航计算机内,在飞行导航控制软件的辅助下进行飞行作业。 2.安置GPS接收机。为保证飞机飞行各时刻的三维坐标数据的精度,需 要在地面沿航线布设一定数量的GPS基准站,同时将GPS流动站安置在飞机 上。 3.激光扫描测量。预先设置好扫描镜的摆动方向和摆动角度,当飞机飞行 时,红外激光发生器向扫描镜上不停地发射激光,通过飞机的运动和扫描镜 的运动反射,使激光束打到地面并覆盖测区,当激光束到达地面或遇到其它 障碍物时被反射回来,被一光电接收感应器接收并将其转换成电信号。根据 激光发射至接收的时间间隔即可精确测出传感器至地面的距离。 4.惯性测量。当飞机飞行时,惯性测量装置同时也将飞机的飞行姿态测出 来,并和激光的有关数据、扫描镜的扫描角度一起记录在磁带上。 5.数码相机拍摄。利用数码相机进行拍摄时,需要对其拍摄时间间隔和拍 摄位置进行控制。通常是用GPS系统进行时间和位置控制。 6.数据传输。航飞数据采集结束后,将所有的激光扫描测量数据、数码影 像数据、GPS数据及惯性测量数据都传输到计算机中,为后续数据处理作准 备。
网点的平面坐标(X,Y)及其高程(Z)的数据集,它主要是描述区域地貌形态的空 间分布,是通过等高线或相似立体模型进行数据采集(包括采样和量测),然后进行 数据内插而形成的。DEM是对地貌形态的虚拟表示,可派生出等高线、坡度图等信息, 也可与DOM或其它专题数据叠加,用于与地形相关的分析应用,同时它本身还是制作 DOM的TM, Digital Terrain Model)最初是为了高速公路的自

ppt-第5章激光雷达

ppt-第5章激光雷达
第5章 激光雷达
➢ 5.1 激光雷达的定义 ➢ 5.2 激光雷达的组成 ➢ 5.3 激光雷达的特点 ➢ 5.4 激光雷达的原理 ➢ 5.5 激光雷达的类型 ➢ 5.6 激光雷达的技术参数 ➢ 5.7 激光雷达的标定 ➢ 5.8 激光雷达的产品及应用
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第5章 激光雷达
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第5章 激光雷达
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5.5 激光雷达的类型
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5.5 激光雷达的类型
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5.5 激光雷达的类型
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5.6 激光雷达的技术参数
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5.6 激光雷达的技术参数
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5.7 激光雷达的标定
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5.7 激光雷达的标定
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5.7 激光雷达的标定
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5.1 激光雷达的定义
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5.1 激光雷达的定义
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5.2 激光雷达的组成
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5.3 激光雷达的特点
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5.4 激光雷达的原理
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5.4 激光雷达的原理
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5.4 激光雷达的原理第 12页5.4 激光雷达的原理
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5.4 激光雷达的原理
5.7 激光雷达的标定
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5.7 激光雷达的标定
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5.8 激光雷达的产品及应用
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5.8 激光雷达的产品及应用
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5.8 激光雷达的产品及应用
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5.8 激光雷达的产品及应用
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5.8 激光雷达的产品及应用
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《激光雷达简介》课件

《激光雷达简介》课件
激光雷达的测量范围通常在 几十米到几百米之间
测量范围越大,激光雷达的 探测距离就越远
测量范围越小,激光雷达的 探测精度就越高
激光雷达的分辨率是指其能够分辨的最小距离或角度 分辨率越高,激光雷达的精度和探测距离就越高 分辨率受激光雷达的硬件和软件设计影响 分辨率是衡量激光雷达性能的重要指标之一
扫描速率是指激光雷达在一定时间内能够扫描的频率 扫描速率越高,激光雷达的探测范围越广 扫描速率与激光雷达的硬件性能和算法有关 扫描速率是衡量激光雷达性能的重要指标之一
发射激光:激光雷 达发射激光束,形 成光束
接收反射:激光遇 到物体后反射,被 激光雷达接收
计算距离:通过计 算发射和接收的时 间差,计算出物体 与激光雷达的距离
生成图像:通过多次 发射和接收,激光雷 达可以生成三维图像 ,用于定位和导航
自动驾驶汽车:用于感知周围环境,实现自动驾驶 智能机器人:用于导航和避障,提高机器人自主性 测绘和地理信息:用于地形测绘、城市规划等 工业自动化:用于生产线上的物体检测和定位 安防监控:用于监控区域,实现智能安防 航空航天:用于卫星导航、空间探测等
激光雷达性能指标
测量距离:激光雷达可以精确测量物体的距离,误差范围在厘米级 测量角度:激光雷达可以精确测量物体的角度,误差范围在度级 测量速度:激光雷达可以精确测量物体的速度,误差范围在米/秒级 测量分辨率:激光雷达可以精确测量物体的分辨率,误差范围在毫米级
测量范围受到激光雷达的功率、 波长、接收器灵敏度等因素的 影响
工业监控:用 于监测生产设 备、环境、人
员等
环境监控来发展 前景
自动驾驶:激光雷达是自动驾驶汽车的关键传感器,可以提供精确的3D环境信息, 提高自动驾驶的安全性和可靠性。

激光雷达简介PPT优秀课件

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接收光 学天线
目标 物体
伺服 系统
前置放 主放 大器 大器
信号 模数 处理 转换
主处 理器
距离 速度 角度 目标图 信息 信息 信息 像信息
通信 系统
屏幕 显示
理论 发射 基础 系统
接收 系统
信息 处理
运载 体积 平台 重量
工作 模式
第 一 代
经典理 论
气体激光, 传统光学
系统
单元探测器, 脉冲体制, 直接接收
D电非P子S扫S扫发描描射,,面外阵差探接测收器,
集成模块, DSP芯片, 成像显示
车/机载, 弹/星载
功能部 件, MOEM S,小
多波长复合, 多功能模块, 智能化模块
第 四 代
光子探 测,纳 米物理
阵列发射, 微光学系

微光学系统, 焦平面阵列 探测器,光
纤导光
硬软件融 合,系统 级芯片, 高分辨率, 成像显示
以激光为载波,以 光电探测器为接收 器件,以光学望远 镜为天线,俗称“ 激光雷达”。
本质相同
1.工作原理:
传感器发射激光束打到目标物体上并反射回来,接收器准确地测量出 光脉冲从发射到被反射回的传播时间,光速已知,就可得到从激光雷达到目 标点的距离。
若激光束不断地扫描目标物,就可以得到目标物上全部目标点的数据, 用此数据进行成像处理后,就可得到精确的三维立体图像。
(c)Weak feedback C≈1, vertical scale 10 mV div−1.
(d) Moderate feedback C>1, vertical scale 20 mV div−1.
Velocity:Doppler Frequency

激光雷达基础知识

激光雷达基础知识

什么是色散呢?当光纤的输入端光脉冲信号经过长距离传输以后,在光纤输出端,光脉冲波形发生了时域上的展宽,这种现象即为色散。

以单模光纤中的色散现象为例,如下图所示:如何消除色度色散对DWDM系统的影响:对于DWDM系统,由于系统主要应用于1550nm窗口,如果使用G.652光纤,需要利用具有负波长色散的色散补偿光纤(DCF),对色散进行补偿,降低整个传输线路的总色散。

光的衍射光在传播过程中,遇到障碍物或小孔时,光将偏离直线传播的途径而绕到障碍物后面传播的现象,叫光的衍射(Diffraction of light)。

光的衍射和光的干涉一样证明了光具有波动性。

物理学中,干涉(interference)是两列或两列以上的波在空间中重叠时发生叠加从而形成新的波形的现象。

光的干涉光的干涉现象是波动独有的特征,如果光真的是一种波,就必然会观察到光的干涉现象。

定义:两列或几列光波在空间相遇时相互叠加,在某些区域始终加强,在另一些区域则始终削弱,形成稳定的强弱分布的现象,证实了光具有波动性。

两束光发生干涉后,干涉条纹的光强分布与两束光的光程差/相位差有关:当相位差为周期的整数倍时光强最大;当相位差为半周期的奇数倍时光强最小。

从光强最大值和最小值的和差值可以定义干涉可见度作为干涉条纹清晰度的量度。

只有两列光波的频率相同,相位差恒定,振动方向一致的相干光源,才能产生光的干涉。

由两个普通独立光源发出的光,不可能具有相同的频率,更不可能存在固定的相差,因此,不能产生干涉现象。

大气气溶胶大气气溶胶是液态或固态微粒在空气中的悬浮体系。

它们能作为水滴和冰晶的凝结核、太阳辐射的吸收体和散射体,并参与各种化学循环,是大气的重要组成部分。

雾、烟、霾等都是天然或人为原因造成的大气气溶胶。

大气气溶胶是悬浮在大气中的固态和液态颗粒物的总称,粒子的空气动力学直径多在0.001~100μm之间,非常之轻,足以悬浮于空气之中,当前主要包括6大类7种气溶胶粒子,即:沙尘气溶胶、碳气溶胶(黑碳和有机碳气溶胶)、硫酸盐气溶胶、硝酸盐气溶胶、铵盐气溶胶和海盐气溶胶。

激光雷达LIDAR-PPT精选文档

激光雷达LIDAR-PPT精选文档
IMU:惯性测量装置(RpIMU-Inertial Measurement Unit)
手段:IMU有姿态量测功能,具有完全自主、无信号传播、 既能定位、测速,又可快速量测传感器瞬间的移动,输出 姿态信息等优点,但主要缺点是误差随时间迅速积累增长。 目的:获取机载LiDAR的姿态信息,即滚动、俯仰和航偏 角。
LiDAR的工作原理——POS系统:
DGPS与IMU对比:
DGPS系统:量测传感器的位置和速率,具有高精度,误差不随时间积累 等优点,但其动态性能差(易失锁)、输出频率低,不能两侧瞬间快速 的变化,没有姿态量测功能。 IMU系统:有姿态量测功能,具有完全自主、无信号传播、既能定位、 测速,又可快速量测传感器瞬间的移动,输出姿态信息等优点,但主 要缺点是误差随时间迅速积累增长。
侦察用成像激光雷达 障碍回避激光雷达 大气监测激光雷达 制导激光雷达 化学/生物战剂探测激光雷达 水下探测激光雷达 空间监视激光雷达 机器人三维视觉系统 其他军用激光雷达 弹道导弹防御激光雷达 靶场测量激光雷达 振动遥测激光雷达 多光谱激光雷达
LiDAR应用举例:
(一)激光成像雷达 激光雷达分辨率高,可以采集三维数据,如方位角俯仰角-距离、距离-速度-强度,并将数据以图像的形式显 示,获得辐射几何分布图像、距离选通图像、速度图像等 ,有潜力成为重要的侦察手段。
LiDAR的分类:
按不同功能:
①跟踪雷达(测距和测角); ②测速雷达(测量多普勒信息); ③动目标指示雷达(目标的多普勒信息); ④成像雷达(测量目标不同部位的反射强度和距离等信 号); ⑤差分吸收雷达(目标介质对特定频率光的吸收强度) 等。
LiDAR的应用前景:

因此,最优化的方法是对两个系统获得的信息进行综 合,这样可得到高精度的位置、速率和姿态数据。

《激光雷达简介》课件

《激光雷达简介》课件

市场发展前景
自动驾驶
激光雷达是自动驾驶汽车的关键传感器之一,随着自动驾驶市场 的不断扩大,激光雷达市场也将迎来更大的发展空间。
无人机
无人机市场对激光雷达的需求也在不断增长,激光雷达在无人机中 主要用于定位、导航和避障。
地理信息获取
激光雷达在地形测绘、城市规划、资源调查等领域也有广泛应用, 市场前景广阔。
放大与滤波
对接收到的微弱信号进行 放大和滤波处理,以提高 信噪比。
信号解调
从接收到的信号中提取距 离、速度等有用信息。
数据处理技术
数据预处理
对原始数据进行去噪、滤波等处 理,以提高数据质量。
目标识别与跟踪
利用算法对目标物体进行识别和跟 踪,实现动态监测。
三维重建
通过对大量数据进行处理和分析, 重建出目标物体的三维模型。
THANKS
感谢观看
技术挑战与问题
高精度和高分辨率
如何实现高精度和高分辨率的探测是激光雷达面 临的重要挑战之一。
环境适应性
激光雷达在复杂环境和恶劣天气下的性能和稳定 性需要进一步提高。
数据处理和分析
随着激光雷达数据的不断增加,如何快速、准确 地处理和分析数据成为了一个重要问题。
05
激光雷达的未来应用
无人驾驶汽车
无人驾驶汽车是激光雷达的重要应用领域之一。通过激光雷 达的扫描数据,无人驾驶汽车可以精确地感知周围环境,实 现自主导航、障碍物识别和避障等功能,从而提高道路安全 性和交通效率。
动扫描。
扫描器的性能指标包括扫描角度范围、扫描速度和稳定性等,这些指标 影响着激光雷达的扫描效率和精度。
光电探测器
光电探测器负责接收反射回来的 激光信号,并将其转换为电信号

激光雷达基本知识PPT课件

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本 知 识
② 光电探测器。 适合于激光雷达用的光电探测器主要有PIN光电二极管、硅雪崩
二极管(SiAPD)、光电导型碲镉汞(HgCdTe)探测器和光伏型 碲镉汞探测器 ③ 光学天线 透射式望远镜(开普勒、伽利略) 反射式望远镜(牛顿式、卡塞哥伦) 收发合置光学天线 收发分置光学天线 自由空间光路 全光纤光路 波片(四分之一、二分之一) 分束镜、合束镜、布鲁斯特窗片
6. 信号处理方法 微弱信号检测、数字化处理与算法
7. 数据处理方法 数据反演、显示
一、基本知识


激光雷达的概念及内涵

“雷达”(RADAR-Radio
Detection And Ranging)。传
统的雷达是以微波和毫米波作
为载波的雷达,大约出现1935
年左右。
最早公开报道提出激光雷达的 概念是: 1967年美国国际电话 和电报公司提出的,主要用于 航天飞行器交会对接,并研制
知 3. 激光雷达的优点

工作频率非常高,较微波高3~4
个数量级。
激光作为雷达辐射源探测运动 目标时多普勒频率非常高,因而 速度分辨率极高。
工作频率处于电子干扰频谱和微 波隐身有效频率之外,有利于对 抗电子干扰和反隐身。
本 知 识
能量高度集中。 用很小的准直孔径(10cm左右)即可获得很高的天线增益和极窄 的波束(1mrad左右),而且无旁瓣,因而可实现高精度测角(优 于0.1mrad)、单站定位、低仰角跟踪和高分辨率三维成像,且 不易被敌方截获,自身隐蔽性强。
探测方式和测量原理等对激光雷达体制 进行分类。
按不同信号形式: ①脉冲
②连续波
本 知 识
按不同功能: ①跟踪雷达(测距和测角); ②测速雷达(测量多普勒信息); ③动目标指示雷达(目标的多普勒信息) ; ④成像雷达(测量目标不同部位的反射强 度和距离等信号);

激光雷达技术专题讲座(1)

激光雷达技术专题讲座(1)

目标,特别是一些形状大同小异的目标,还能
在实战中选择最佳的角度接近目标。
2. 激光成像雷达的应用: 巡航导弹、航空导弹、灵巧弹药等精确制导。


隐蔽物侦察
移动机器人等三维视觉系统 航路导引,


精确末制导
地形跟随和障碍物回避 目标自动识别和敌我识别

目标上瞄准点的选择
① CMAG研究计划
转动来扫描,优点是扫描线性好、精度高, 缺点是体积大、价格高;
一 基 本 知 识


检流计式振镜扫描器,扫描角15;
声子偏转器,利用声光效应使入射光线产 生偏转而实现光扫描,声光偏转器的扫描
角不大,一般在3左右

压电扫描器,利用逆压电效应产生摆动的 新型扫描器; 全息光栅扫描器。 光学相位扫描 MEMS扫描器
激 光 成 像 雷 达
彩色编码三维距离图像,很好地满足了航路导 引和末段制导的要求。
激 光 成 像 雷 达
F15E挂飞实验照片

美国海军“辐射亡命徒”先期技术演示计划

1992年,用激光雷达远距离非合作识别空中
和地面目标。 采用CO2激光成像雷达,由海军空战中心设 计,组装在Pack Tack吊舱中。
5.

激光雷达的基本体制
同微波雷达一样,可以依据信号形式、 探测方式和测量原理等对激光雷达体制
一 基 本 知 识
进行分类。

按不同信号形式: ①脉冲 ②连续波 ③每一类中又有不同的信号波形。

按不同探测方式: ①直接探测(能量探测); ②相干探测(外差探测)
按不同功能:
①跟踪雷达(测距和测角); ②测速雷达(测量多普勒信息);
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36、自己的鞋子,自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢,但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何,且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔,思而不学则殆。——孔子
13、遵守纪律的风气的培养,只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致,是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
谢谢!
激光雷达基本知识(1)..
11、战争满足了,或曾经满足过人的 好斗的 本能, 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ,破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果, 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
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