让我们解决它:是吗 LiDAR 还是激光雷达?了解肖恩·希金斯(Sean Higgins)回答有关这项技术的一些最常见的问题。
最近,我们发表了一篇文章,带您了解 激光雷达的基础知识。我们介绍了它是什么,它是如何工作的,3D扫描仪还采用了哪些其他技术,以及您可能将3D扫描仪用于哪些应用。(如果您不熟悉激光雷达并想了解更多信息, 请先从该文章开始。
然后我们问(并回答)了这个问题: 建筑捕获、激光雷达或摄影测量哪个更好?
即使你已经阅读了这两篇文章,你可能仍然有一些关于激光雷达的迫切问题。我们今天将回答更多问题。到最后,您将知道:地面扫描仪、移动扫描仪和空中扫描仪之间有什么区别?有多少种不同类型的激光雷达传感器?它们是如何工作的?
而且,最重要的是:你应该称呼它 LiDAR 还是激光雷达?
它有哪些不同的种类?
就像有很多方法可以将激光雷达传感器变成激光扫描仪一样,还有许多不同种类的3D激光扫描仪。以下是最常见的选项。
- 地面激光扫描仪(TLS): 这些扫描仪安装在三脚架上,旋转以捕捉环境。它是第一种广泛用于测绘应用的激光雷达扫描仪,并且仍然提供绝对最高的精度。但是,与其他方法(如移动激光雷达)相比,执行完全捕获所需的时间更长。
- 移动激光雷达: 有时称为 移动扫描 系统,这些3D激光扫描仪会在您移动时进行捕获。这可能意味着激光雷达扫描仪被绑在车顶上,握在手中或戴在身上。为此,这些设备利用了一种称为 SLAM (同时定位和映射)。
移动激光雷达设备可以 比TLS更快地执行捕获,无论是在室外还是室内环境中。而且,除了最苛刻的应用之外,最新的设备已经足够精确。(要了解更多信息 SLAM, 请在此处查看我们的教育指南。
- 航空激光雷达: 这些扫描仪被安装在某种飞机上,飞越一个区域进行捕获。
您可能听说过这个术语用于描述安装在无人机上的激光雷达扫描仪,以捕获田野、桥梁或建筑物屋顶等空间包含的区域。
该术语还可以描述安装在高空飞机上用于广域地形测绘的大型激光雷达扫描仪。请参阅 美国地质调查局 (USGS) 3DEP 网站 ,了解一个很好的例子。
激光雷达传感器有哪些不同种类?
当我们讨论激光雷达的工作原理时,我们通常指的是飞行时间的概念。这是当今激光雷达中最常用的工作原理,但您可能不时会遇到其他激光雷达类型。这是一个快速的纲要。
- 飞行时间: 你可能已经知道这个了。发射激光,并测量返回传感器所需的时间(飞行时间)。由于机载计算机知道光速和激光的飞行时间,因此可以计算到物体的距离。
- 相移激光雷达: 这种类型的激光雷达使用光,就像飞行时间激光雷达一样。不同之处在于,该系统发射的是不间断的光束而不是脉冲,并且测量波形而不是时间来确定距离。
方法如下:激光雷达扫描仪调制光束,以恒定速率减少和增加能量。如果绘制随时间变化的能量水平,则该图表看起来像正弦波。
当这种能量撞击物体时,它会反射回传感器。通过比较原始波和反射波之间的差异(或它们的相位差),传感器可以确定到物体的距离。这比飞行时间激光雷达更快,但也有我们在这里不讨论的弱点。 - 固态激光雷达: 简单地说:微芯片上的激光雷达。
正如我曾经在一篇关于该技术的文章中所写的那样,理解这一点的一个好方法是将激光雷达传感器与计算机进行比较。在计算机和激光雷达的早期,单位很大。它们由单独的机械部件以及运行所需的晶体管、电阻器和电容器构成。
随着微芯片在计算领域的出现,其中许多部件都显着小型化。固态激光雷达对激光雷达也有同样的作用,使其在机器人和自动驾驶汽车等应用中很受欢迎。
- 闪光激光雷达: 您可以将闪光激光雷达视为单个固态激光雷达芯片,它既充当相机,又充当捕获 3D 图像所需的闪光灯。
为了捕捉,芯片上的每个像素都会发光,从而淹没 视野.当光线从物体上反射并返回传感器时,每个像素也会捕获 3D 数据。
换句话说,闪光激光雷达捕获了它的整体 视野 用一个脉冲,就像一个快照。这就是为什么维基百科将其描述为捕获 3D 信息而不是颜色的相机。
LiDAR vs. lidar
您可能已经看到这种技术的名称以两种方式风格化。苹果选择了第一种方式。激光雷达杂志选择了第二个。它是什么?
在早期,它被称为”LiDAR“,这是 Light Detection And Ranging 的首字母缩写。但近年来, LiDAR 已成为元宇宙等流行技术的重要推动力。到 2022 年,这个词已经完全进入普遍使用,现在你会发现它更常被称为“激光雷达”。
但对此存在一些(非常温和的)争议——一些制造商和出版物仍然使用更传统的”LiDAR."就我而言,我认为“激光雷达”是未来的发展方向。看看“雷达”这个词发生了什么,它曾经是 Radio Detection And Ranging 的首字母缩写词。
你什么时候见过RaDAR这个词?我是这么认为的。
还有其他疑问吗?
我试图使我们最近的激光雷达解释器尽可能全面,而不会太深入。如果您对激光雷达有任何其他问题,请问我和 专家 NavVis 要回答,请告诉我们! 您还可以了解有关 NavVis 现实捕捉 解决方案在这里。
肖恩·希金斯 (Sean Higgins) 是一位独立的技术作家、前贸易出版物编辑和户外运动爱好者。他认为,关于3D技术的清晰、无流行语的写作是一项公共服务。