LIDAR基础知识PPT精选文档
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lidar教程-第一部分内部资料,注意保存LiDAR及其数据后处理技术初级培训教程南京市测绘勘察研究院有限公司二零零七年一月前言本来作为一本内部使用的资料,没有考虑它会有一个什么样的名字。
在2006年的时候,这本书的名字为“LiDAR数据后处理初级培训教程”,通过一年的使用,发现技术本身的连续性造成培训的效果不佳。
所以,在2007年元月把LiDAR技术的相关知识加进来作为本教程的第一部分。
使读者在进行枯燥的软件使用之前有一个良好的LiDAR技术基础知识,这更有利于培训和学习。
本教程的第二部分是主要部分,重点阐述了芬兰TerraSolid公司英文版软件使用初级技巧和方法,使读者能够习惯软件的操作方式,为进一步熟练的工程应用打下坚实基础。
这部分包括:T erraScan、TerraModeler、TerraPhoto三个软件模块的介绍、安装、初级使用。
跟随本教程有一套练习数据,有900兆的容量,涵盖了本书提到的软件所有功能的练习内容。
数据主要来自芬兰软件提供的培训数据和研究小组收集的工程实际数据,具有一定的代表性。
本教程是南京市测绘勘察研究院有限公司LiDAR项目研究小组根据TerraSolid公司软件的英文帮助文档、软件使用培训材料,特别是两年多来生产实践经验编写而成,版权归南京市测绘勘察研究院有限公司所有。
不经允许,不能随意翻印、传播,南京市测绘勘察研究院有限公司保留其所有权力。
本教程由南京市测绘勘察研究院有限公司LiDAR项目研究小组成员:韩文泉、黄金浪、刘行波、周伟、袁薇丽、郑真起草编写,由韩文泉统稿和最后修订,配套练习数据的组织由刘行波完成,测试由袁薇丽完成。
在本教程的编写过程中,LiDAR项目研究小组得到了南京市测绘勘察研究院有限公司总经理储征伟研究员的大力支持,并且给予大量指导和帮助,在这里表示由衷的感谢。
由于时间仓促,可能会有一些不恰当的词语描述,欢迎广大LiDAR数据处理专家提出宝贵意见。
第三讲机载激光雷达数据获取基本原理——参数及数据格式常用商业LiDAR系统性能指标▪Leica公司LiDAR设备▪Optech公司LiDAR设备▪Riegl公司LiDAR设备Leica公司LiDAR设备Leica公司简介创建于1819年总部位于瑞士Heerbrugg,在瑞士证券交gg易市场挂牌上市Leica ALS系列Leica ALS50-II部件L i ALS50II▪激光扫描仪长56cm、宽37cm、高24cm、重30kg▪操作与控制终端(计算机)控制宽▪电源控制器长47cm、宽45cm、高36cm、重40kg▪CCD相机DSS,130万像素(1280×1024)▪波形记录器▪其它设备,包括:连接电缆、控制/显示器等。
Leica ALS50-II参数▪扫描模式:摆镜(线扫描)方式▪°最大扫描角度:75▪最大扫描频率:90HZ▪最大发射频率:150KHZ▪最大发射频率的范围:150KHZ<550m;100KHZ<800m;50KHZ<1800m50KHZ1800▪激光器安全等级:四级▪POS系统:Applanix 510(美)、Honeywell(加)Leica ALS50-II精度▪高程精度:0.11m (500m)、0.15m (1000m)、0.13m (2000m)水平精度:0.11m (500m)、0.11m (1000m)、0.24m (2000m)▪0.11m(500m)0.11m(1000m)0.24m(2000m)▪垂直分辨率:2.8m▪回波次数:4▪数据采集高度:200-6000mLeica ALS50-II其他参数▪温度:0-40°,配有恒温控制▪存储器容量:300GB,可满足17小时飞行记录▪具有滚动补偿装置▪年产量:1214台-Leica ALS50-II数据处理▪POS系统是Leica IPAS10-CUS6。
它包括控制单元、GPS接收机及其天线,IMU和相应的软件。
内部资料,注意保存LiDAR及其数据后处理技术初级培训教程南京市测绘勘察研究院有限公司二零零七年一月前言本来作为一本内部使用的资料,没有考虑它会有一个什么样的名字。
在2006年的时候,这本书的名字为“LiDAR数据后处理初级培训教程”,通过一年的使用,发现技术本身的连续性造成培训的效果不佳。
所以,在2007年元月把LiDAR技术的相关知识加进来作为本教程的第一部分。
使读者在进行枯燥的软件使用之前有一个良好的LiDAR技术基础知识,这更有利于培训和学习。
本教程的第二部分是主要部分,重点阐述了芬兰TerraSolid公司英文版软件使用初级技巧和方法,使读者能够习惯软件的操作方式,为进一步熟练的工程应用打下坚实基础。
这部分包括:TerraScan、TerraModeler、TerraPhoto三个软件模块的介绍、安装、初级使用。
跟随本教程有一套练习数据,有900兆的容量,涵盖了本书提到的软件所有功能的练习内容。
数据主要来自芬兰软件提供的培训数据和研究小组收集的工程实际数据,具有一定的代表性。
本教程是南京市测绘勘察研究院有限公司LiDAR项目研究小组根据TerraSolid公司软件的英文帮助文档、软件使用培训材料,特别是两年多来生产实践经验编写而成,版权归南京市测绘勘察研究院有限公司所有。
不经允许,不能随意翻印、传播,南京市测绘勘察研究院有限公司保留其所有权力。
本教程由南京市测绘勘察研究院有限公司LiDAR项目研究小组成员:韩文泉、黄金浪、刘行波、周伟、袁薇丽、郑真起草编写,由韩文泉统稿和最后修订,配套练习数据的组织由刘行波完成,测试由袁薇丽完成。
在本教程的编写过程中,LiDAR项目研究小组得到了南京市测绘勘察研究院有限公司总经理储征伟研究员的大力支持,并且给予大量指导和帮助,在这里表示由衷的感谢。
由于时间仓促,可能会有一些不恰当的词语描述,欢迎广大LiDAR数据处理专家提出宝贵意见。
我们的联系方式:联系人:韩文泉地址:南京市白下区王府大街8号 邮编 210005 南京市测绘勘察研究院有限公司七楼技术部电话:86-25-66675688EMail:cspringhwq@目录第一部分 LIDAR技术第1章 LIDAR技术概述 (4)1.1 LiDAR技术发展及相关介绍 (4)1.2 LiDAR技术原理 (5)1.3 LiDAR技术应用 (7)第二部分 数据后处理初级培训教程第2章 关于TerraSolid软件 (13)第3章 TerraSolid软件安装 (14)第4章 TerraScan教程 (16)第5章 TerraPhoto教程 (36)第6章 TerraModeler教程 (55)第1 章 LiDAR技术概述1.1 LiDAR技术发展及相关介绍LiDAR——Light Detection And Ranging,即光探测与测量。
激光雷达基础知识激光雷达(Lidar)是一种利用激光技术进行测距和探测的仪器。
它通过发射一束激光束,然后测量激光束从发射点到目标物体再返回接收点所需的时间来计算目标物体的距离。
激光雷达具有高精度、高分辨率和快速测量等优点,因此在自动驾驶、地质勘探、环境监测等领域得到了广泛应用。
激光雷达的工作原理是利用激光束在空间中传播的特性来测量目标物体的距离。
当激光束照射到目标物体上时,一部分激光会被目标物体吸收或散射,一部分激光会返回到激光雷达的接收器上。
通过测量激光从发射器到接收器的时间,可以计算出目标物体的距离。
激光雷达通常由激光发射器、接收器、时钟和数据处理单元等组成。
激光发射器一般采用固态激光器或半导体激光器,可以发射出高能量、高频率和短脉冲宽度的激光束。
接收器用于接收返回的激光信号,并将其转换为电信号。
时钟用于同步发射和接收激光信号,确保测量的准确性。
数据处理单元用于处理接收到的激光信号,并计算目标物体的距离和其他相关信息。
激光雷达的测量精度取决于多个因素,包括激光束宽度、激光功率、接收器的灵敏度等。
为了提高测量精度,可以采用多点测量、多波长测量和多角度测量等方法。
此外,还可以通过增加激光雷达的分辨率和采样率来提高测量精度。
激光雷达的应用非常广泛。
在自动驾驶领域,激光雷达可以用于实时感知周围环境,识别障碍物和道路状况,从而帮助车辆做出正确的决策和行驶路径规划。
在地质勘探中,激光雷达可以用于测量地形的高程和形状,帮助科学家了解地球表面的变化和地质结构。
在环境监测中,激光雷达可以用于测量大气污染物的浓度和分布,监测空气质量和环境污染程度。
尽管激光雷达具有许多优点和广泛的应用前景,但它也存在一些限制。
首先,激光雷达的成本较高,限制了其在一些应用领域的推广和应用。
其次,激光雷达对环境的要求较高,例如在雨雪天气或大气浑浊的情况下,激光雷达的测量精度可能会受到影响。
此外,激光雷达还存在一些安全隐患,例如激光束直接照射到人眼可能会造成眼睛损伤。
激光雷达基础知识激光雷达(Lidar)是一种通过发射激光脉冲并测量返回信号来感知周围环境的传感器。
它是一种被广泛应用于无人驾驶、机器人、地质勘探等领域的高精度测距技术。
激光雷达的基本原理是利用激光束在空间中传播的特性来测量目标物体的距离和位置。
激光雷达发射器发射一束激光脉冲,激光脉冲经过一系列光学元件的聚焦和调制后,以光速向目标物体传播。
当激光束照射到目标物体上时,一部分激光能量会被目标物体吸收,另一部分则会被目标物体反射回来。
激光雷达接收器接收到反射回来的激光脉冲,并通过测量激光脉冲的时间差来计算目标物体与激光雷达的距离。
激光雷达的工作原理类似于雷达,但相比传统雷达,激光雷达具有更高的精度和分辨率。
激光雷达可以实现对目标物体的三维重建,即可以获取目标物体的距离、方位角和俯仰角等信息。
这些信息对于无人驾驶和机器人等应用来说至关重要,可以帮助它们实时感知周围环境、避免障碍物和规划路径。
激光雷达的性能主要取决于发射功率、激光束的形状和宽度、接收器的灵敏度以及激光脉冲的重复频率等因素。
发射功率越高,激光束的能量越大,测量距离的精度就越高。
激光束的形状和宽度决定了测量角度的精度,通常采用光学系统来控制激光束的形状和宽度。
接收器的灵敏度决定了激光雷达的探测范围,灵敏度越高,探测距离就越远。
激光脉冲的重复频率越高,激光雷达获取目标物体的速度和加速度等信息的能力就越强。
激光雷达的应用非常广泛。
在无人驾驶领域,激光雷达被用于实时感知周围环境,帮助无人驾驶车辆识别和避免障碍物,并规划最优路径。
在机器人领域,激光雷达可以用于地图构建、定位和导航,帮助机器人在未知环境中自主行动。
在地质勘探领域,激光雷达可以用于获取地表和地下结构的三维信息,帮助地质工程师进行勘探和分析。
激光雷达是一种基于激光测距原理的高精度传感器。
它通过发射激光脉冲并测量返回信号来感知周围环境,可以实现对目标物体的三维重建。
激光雷达在无人驾驶、机器人和地质勘探等领域有着广泛的应用前景,将为人们的生活和工作带来更多的便利和效益。
激光扫描仪基础知识大讲堂Lidar基础概念介绍上一期的激光扫描仪基础知识反应相当良好,为了大家能够学习更多的新“姿势”,我们又推出了续集,本集旨在介绍更深层次的扫描仪基础知识!坐稳了,秋名山上老司机,开车了!1 物体表面反射率被测目标物体表面反射率是关系到激光扫描仪测量能力的关键参数。
而影响物体表面反射率的因素主要有物体表面颜色和表面类型(亚光,高亮,平滑,粗糙等)。
我们通常定义柯达白板(Kodak white material)表面反射率为100%。
自然界中常见材料的物体表面反射率如下:激光扫描仪的工作距离和物体表面反射率有类线性关系,激光扫描器一般用100%反射率及10%反射率两个参数条件表示工作距离。
如下是LMS151系列产品的反射率对应工作距离关系图:2 物体表面轮廓被测物体表面还有一个关键因素影响激光扫描仪测量距离和效果:目标物体表面形状。
平面物体,大于光束直径全部能量从被测物返回单次回波 single echo圆形物体,小于光束直径部分的能量从被测物反射回(1 echo) + 从背景反射 (1 echo) -> 多次回波multi echo -> 检测不稳定平面物体, 小于光束直径 (边沿检测)部分的能量从被测物反射回(1 echo) + 从背景反射 (1 echo) -> 多次回波multi echo -> 检测不稳定高亮、光滑表面 -> 镜反射(反射角 = 入射角)如果激光束入射角较小,就会造成激光束的反射光束不能返回到接收器。
在该点的测量值就会显示为无物体,也就是数据丢失的情况。
如:高亮汽车漆、抛光的金属表面类似镜反射亚光、光滑表面 -> 漫反射(全方向反射)反射光分布在所有的方向上,光的强度分布类似于高斯曲面当激光与物体表面成一定入射角,则反射能力会有相应的损失,入射角越小,返回扫描器的光越少,检测距离也就越近亚光, 粗糙表面 -> 漫反射(反射方向不确定)反射可能向任意方向,由被测点实际形状确定。