LiDAR无人机介绍及其主要应用

LiDAR 激光是遥感领域最实用的工具之一,因为它能够精确地绘制高分辨率环境地图,不受天气影响。当这些传感器与无人机集成时,各种以前不切实际或昂贵的新应用现在都成为可能。这些示例仅展示了 LiDAR 无人机众多应用中的一小部分,展示了其在各个领域的多功能性和潜力。

Inphenix是一家总部位于美国的先进光源制造商,专注于生产各种高性能光学元件。我们的产品组合包括增益芯片、分布式反馈激光器 (DFB)、扫频源激光器、法布里-珀罗激光器和垂直腔面发射激光器 (VCSEL),所有产品均采用精密尖端技术设计。我们先进的产品旨在满足各行各业和应用的需求,确保在各种设备上实现无缝集成和最佳性能。此外,我们不断创新,提供突破光学技术界限的解决方案。

光探测和测距 (LiDAR) 是一种遥感技术,越来越多地与无人机结合使用。通过利用光速计算到地球表面的距离,并测量扫描仪激光束的双向传播时间,可以创建 3D 点云。

有可能在 LiDAR 数据中区分真实物体,因为返回信号的强度可以揭示返回信号来自哪种表面类型,与照片中的细节非常接近。

让我们来看看配备 LiDAR 的无人机有哪些激动人心的应用。首先,我们来了解一下什么是LiDAR 激光雷达和 LiDAR 无人机。

LiDAR无人机介绍及其主要应用

 

什么是 LiDAR 激光?

LiDAR(光探测和测距)技术相对较新。早在20 世纪 60 年代初,当这项技术刚刚发明时,工程师和土地测量员就开始利用它来绘制水道、溪流和其他地理特征的详细地图。

与摄影测量法等其他 3D 建模技术(需要将数百甚至数千张单独的图像拼接在一起来创建详细的模型)相比,LiDAR 提供了一种截然不同的方法。摄影测量法依赖于从各个角度捕捉大量照片,然后对其进行处理以构建 3D 模型。

相比之下,激光雷达 (LiDAR) 使用光能和先进的激光器从远处扫描和测量目标。该方法发射激光脉冲,这些脉冲在表面反射并返回传感器,从而计算出精确的距离测量值。当安装在高空飞行的无人机或飞机上时,LiDAR 可以有效地绕过或越过树叶、建筑物和其他障碍物。这种能力使 LiDAR 成为考古遗址发现和地形测绘等应用的强大工具,因为在这些应用中,详细且通畅的数据至关重要。

什么是 LiDAR 无人机?

任何搭载 LiDAR 传感器的空中无人机都属于 LiDAR 无人机。近年来,随着 LiDAR 技术的进步,LiDAR 传感器的成本和尺寸显著下降,使得在无人机上安装 LiDAR 有效载荷变得更加简单且经济高效。成本和尺寸的降低扩大了 LiDAR 无人机在各行各业和应用中的普及范围。

随着激光雷达无人机的使用越来越频繁,其提供的信息也变得更加经济实惠且精准。技术进步也增强了无人机与激光雷达系统的集成,使其在3D测绘和环境监测等任务中的应用迅速增长。从空中捕获高分辨率数据的能力使其能够进行详细分析并获得更精确的结果。

例如,配备激光雷达传感器的固定翼无人机单次飞行可勘测面积达四平方英里(约10平方公里),水平绝对精度达4英寸(约10厘米),垂直绝对精度达2英寸(约5厘米)。这种精度对于土地测量、基础设施巡检和大规模环境评估等应用至关重要。

LiDAR无人机有哪些应用?

让我们来探索一下配备 LiDAR 技术的无人机的一些有前景的用途:

搜索和救援LiDAR 传感器能够高效扫描表面,在搜索和救援行动中发挥着极其重要的作用。这些传感器安装在无人机上后,可以快速探测任何表面的人员,协助救援人员寻找失踪人员。一旦无人机识别出受害者,救援队就可以确定最安全的救援方法。此外,LiDAR 传感器能够在弱光条件下工作,这使得在夜间或具有挑战性的环境中开展救援行动变得更加容易。配备水文 LiDAR 传感器的无人机还可以绘制和测量水体的深度,为复杂的水上救援行动提供助力。

执法虽然无人机通常用于监视和保护,但 LiDAR 传感器显著增强了这些功能,使执法机构能够对大面积区域进行详细评估。配备 LiDAR 的无人机可以捕捉高分辨率图像,即使在弱光或黑暗条件下也能从安全距离监控犯罪现场。收集到的数据可以重新配置,以全面了解犯罪现场,协助调查并在法庭上提供可靠的证据。

检查:配备 LiDAR 的无人机在确保现场安全和进行建筑工地结构检查方面发挥着至关重要的作用。LiDAR 传感器提供的宽广视野、精确的距离测量和有效的障碍物检测功能,使顾问能够安全地进行全面的建筑评估。无人机消除了人工现场勘察的需要,使检查员能够从地面进行全面的空中检查。与热像仪结合使用时,LiDAR 无人机可以识别结构中的热点,从而能够及早发现潜在问题并采取预防措施,避免故障发生。

农业激光雷达无人机正在通过简化地形测绘和监测来变革智能农业。例如,配备激光雷达传感器的无人机可以通过捕捉牧场的详细图像来追踪牛群,即使在弱光条件下也能确保牛群的安全。精确的地形测绘还支持精准农业技术,从而提高作物产量和监测效率。通过记录土壤特性和作物数据(例如高度、体积和质量),农民可以优化肥料使用并改善整体作物管理。

土地测量机载 LiDAR 无人机用于创建虚拟地形模型或数字地形模型 (DTM)。这些无人机可以快速且经济地生成偏远或复杂地形的 3D 数字地形模型。根据待扫描区域,可以使用无人机、飞机或直升机收集数据。与传统方法相比,无人机的部署速度更快、更具成本效益,从而降低了成本和风险。LiDAR 激光器无论在何种天气条件下都能提供高分辨率测绘能力,从而实现了以前不切实际或昂贵的新型应用。

LiDAR 激光是遥感领域最实用的工具之一,因为它能够精确地绘制高分辨率环境地图,不受天气影响。当这些传感器与无人机集成时,各种以前不切实际或昂贵的新应用现在都成为可能。这些示例仅展示了 LiDAR 无人机众多应用中的一小部分,展示了其在各个领域的多功能性和潜力。

Inphenix是一家总部位于美国的先进光源制造商,专注于生产各种高性能光学元件。其产品组合包括增益芯片、分布式反馈激光器 (DFB)、扫频源激光器、法布里-珀罗激光器和垂直腔面发射激光器 (VCSEL),均采用精密尖端技术设计。这些先进的产品旨在满足各种行业和应用的需求,确保在各种设备上实现无缝集成和最佳性能。此外,Inphenix 不断创新,提供突破光学技术界限的解决方案。