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什么是激光雷達（LiDAR）？

LiDAR是基于激光脈沖的主動遙感技術，通常用于測繪，現(xiàn)在也大面積用在無人駕駛方案中，該技術起源于上個世紀60年代，這種脈沖激光技術的測距方式基本上取決于飛行時間。 大家都知道光的速度，通過計算脈沖激光返回到其發(fā)射的位置所用的時間，可以確定物體有多遠。例如，光速為299792458m/s，系統(tǒng)記錄的激光脈沖的發(fā)射時間和返回時間差為0.000001秒，那么距離為：299792458*0.000001/2=149.89m，即速度*時間/2。

LiDAR的數(shù)學基礎可能非常簡單，但是將這一原理從概念變?yōu)楝F(xiàn)實還是比較困難的。首先，激光雷達的采樣頻率很高，大多幾十萬上百萬點/每秒，考驗系統(tǒng)處理能力，其次，時間的記錄精度要求相當高，要知道在光速下時間差一點測距會差多遠。

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激光雷達傳感器組成部分？

激光雷達傳感器系統(tǒng)有三個主要組件：發(fā)射器，接收器和檢測器，機載和車載激光雷達系統(tǒng)也有三個核心組件：LiDAR傳感器、GNSS系統(tǒng)、慣性測量單元。

整個激光雷達系統(tǒng)中，LiDAR傳感器是最重要的部分，這部分作用是發(fā)射和接收脈沖激光來確定環(huán)境的范圍和形狀。

第二部分是全球定位系統(tǒng)，即GNSS，可將LiDAR數(shù)據(jù)與物理位置進行結合，使點云具有絕對坐標。

第三部分是慣性測量單元（IMU），實時記錄系統(tǒng)姿態(tài)信息，確保系統(tǒng)姿態(tài)數(shù)據(jù)的真實性。

將這三個不同的數(shù)據(jù)進行結合，同時傳感系統(tǒng)全部協(xié)同工作，以實現(xiàn)LiDAR系統(tǒng)獲取高精度點云數(shù)據(jù)。

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激光雷達有哪些用途？

LiDAR系統(tǒng)可用于建筑規(guī)劃、道路施工、林業(yè)調查、地形測繪、電力巡檢、填挖方計算、三維建模、導航避障等領域。應用場景相當多樣和豐富，甚至用在了電子消費品上，比如蘋果的手機和平板，已經(jīng)用上激光雷達傳感器。

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激光雷達數(shù)據(jù)包含哪些信息？

LiDAR系統(tǒng)獲取的點云數(shù)據(jù)不僅包含高精度xyz坐標信息，還包含很重要的強度信息、時間戳和回波信息。

強度信息是LiDAR激光脈沖從環(huán)境中反射后測得的返回強度，返回脈沖的強度是可以確定反射對象的反射率和吸收率。

回波信息有助于我們進行點云數(shù)據(jù)的分析和分類。激光雷達多回波的特性也是大家喜歡用它進行山區(qū)地形測繪的原因，因為它提高了激光脈沖透過植被縫隙達到地表的概率。

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激光雷達有哪些類型？

主要分為兩大類：測繪型和導航避障型。在測繪應用中又可細分為：機載式、車載式、手持式和基站式。

機載激光雷達比較常見，受地形環(huán)境制約較少，可以遠距離大面積作業(yè)，效率高，但風險也高，畢竟在空中飛行,安全這塊主要看天氣情況和飛行平臺的穩(wěn)定性了。

車載激光雷達應用面稍微窄一些，主要是道路和街景的三維信息獲取，例如高精度地圖數(shù)據(jù)采集與更新。

手持式激光雷達最近比較火熱，利用SLAM技術，在無衛(wèi)星信號的地下空間實施三維信息采集，方便快捷。

基站式激光雷達，出現(xiàn)的比較早，從測量方式上可以分為脈沖式和相位式。脈沖式測距遠，精度相對低，相位式精度高但測距短，各有優(yōu)劣。

導航避障型激光雷達主要用在自動駕駛系統(tǒng)之中，結合毫米波雷達和可見光相機等傳感器給自動駕駛大腦提供判斷依據(jù)。

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機載激光雷達的使用成本怎么樣？

自動駕駛領域的激光雷達不作討論，目前，機載激光雷達使用面積比較廣，做一下成本分析。

第一：機載激光雷達系統(tǒng)硬件成本。通過目前的市場情況來看，入門級激光雷達10萬左右可以拿到一套，千米以上測距的機載激光雷達還是在百萬以上的價位。

第二，飛行平臺。飛行平臺現(xiàn)在越來越親民，配入門級激光雷達的無人機8萬左右可以拿下。

第三，飛手資格證。AOPA證書1萬左右。

第四，配套軟件。航線規(guī)劃軟件、軌跡解算軟件、點云解算軟件、成果輸出軟件等，價格幾萬幾十萬不等，豐儉由人。

第五，保險。很多人容易忽略保險所占用的費用比重。因為機載激光雷達系統(tǒng)屬于精密儀器，比較嬌貴，不買保險多少有點心慌，一般一年保費在投?；鶖?shù)的6%到8%。

第六，人員費用。需要專業(yè)的激光雷達從業(yè)人員進行設備調試和數(shù)據(jù)處理，需要工資啊。

第七，電腦等硬件配套設施。

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相對于攝影測量，機載激光雷達優(yōu)勢有哪些？

全天時作業(yè)。晴天、陰天、黑夜都可以工作，主動測量方式無需借助其他光源，極大的減少了光源對作業(yè)條件的制約。

作業(yè)效率高。外業(yè)輕松，不需要相控點；數(shù)據(jù)沒有嚴格的重疊度要求，可以適當加大航間距。

植被“穿透”能力強?！按┩浮敝傅氖羌す饷}沖透過植被縫隙達到地表，以獲取真實地表三維坐標信息，可以創(chuàng)建高精度數(shù)字高程模型。