激光雷达PPT

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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

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
第1页
第5章激光雷达
第2页
第5章激光雷达
第3页
第 14 页
5.5 激光雷达的类型
第 15 页
5.5 激光雷达的类型
第 16 页
5.5 激光雷达的类型
第 17 页
5.6 激光雷达的技术参数
第 18 页
5.6 激光雷达的技术参数
第 19 页
5.7 激光雷达的标定
第 20 页
5.7 激光雷达的标定
第 21 页
5.7 激光雷达的标定
第 22 页
第4页
5.1 激光雷达的定义
第5页
5.1 激光雷达的定义
第6页
5.2 激光雷达的组成
第7页
第8页
5.3 激光雷达的特点
第9页
5.4 激光雷达的原理
第 10 页
5.4 激光雷达的原理
第 11 页
5.4 激光雷达的原理第 12页5.4 激光雷达的原理
第 13 页
5.4 激光雷达的原理
5.7 激光雷达的标定
第 23 页
5.7 激光雷达的标定
第 24 页
5.8 激光雷达的产品及应用
第 25 页
5.8 激光雷达的产品及应用
第 26 页
5.8 激光雷达的产品及应用
第 27 页
5.8 激光雷达的产品及应用
第 28 页
5.8 激光雷达的产品及应用
第 29 页

《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。

《激光雷达成像技术》PPT课件

2(b c) abc
脉冲重复频率 fr：
fr N F
其中：N (m n)-像素；F-帧频
总的扫描时间：
Ttostsc st
tot be am
Tdwell
其中：tot-总扫描角； tot-光束发散角；Tdwell=1/fr-光束滞留时间
飞行时扫描频率：
f scan
V d res N
Micro electro-mechanical system (MEMS)
距离选通激光成像雷达
Burst illuminations Ladar (BIL)
距离选通激光成像雷达
激光测距仪+扫描仪+数字相机距离范围：3~800m 距离分辨率：厘米量级波长：1.5m
热像仪图像
BIL图像
闪烁式激光成像雷达
Mirror plate size
Optical scanning angle
Scan trajectory (fast axis) Scan trajectory (slow axis) Scan jitter
Reflectivity
Mirror flatness
Operating temperature
V—高度H(m)的飞行速度；N=mn—探测器单元数量； dres—探测器面元尺寸
扫描时脉冲积累数：
n B fr 6m
其中：B-天线3dB光束宽度(deg);fr-重频；m-天线每分转数
瞄准误差与滞后角效应：
.
d
2
d
dt
nr
dt
c
其中：-滞后角；d/dt-扫描速率；-往返时间；r-到目标距离；c-光速；n-传播介质平均折射率
<7.5m >7.5m 500GHz 在150m处为1.5m正方形

激光雷达与应用.PPT课件

手术操作名称未统一主要手术漏填、不准确其他手术或操作漏填、不准确
出院状态不正确
不能正确理解离院方式（医嘱离院、转院、非医嘱离院、其他、死亡）
有手术操作、手术费用为0 分项费用加起来不等于总费用入院时间大于出院时间
编码选择错误编码库未统一
首页信息主要涉及部门：临床科室病案科财务科信息科
例1 -主要诊断：心肌梗塞 -DRG F 60B 价格 2900欧元例2 -主要诊断：心肌梗塞 -其他诊断：肺炎、心衰 -DRG F 60A 价格 4400欧元例3 -主要诊断：心肌梗塞 -其他诊断：肺炎、心衰、败血症 -操作PCI术心脏导管 - DRG F 24A 价格 7800欧元 -机械通气10天价格 18300欧元
激光雷达的应用---农林业
激光雷达
激光雷达探测农耕地形
激光雷达的应用—电网
激光雷达
❖在电力、通信网络建设与维护中，利用激光雷达的数据，可以了解整个线路设计区域的地形与地面上物的情况，以资评估建设方案的可行性与建设成本；在线路发生灾难时，可以及时发现倒塌的部位，便于抢修和维护。
实
首颗激光测高试验卫星ICESat于2003年1月13日在美国
例
地球观测 GLAS系统
Vandenberg空军基地成功发射。ICESat轨道高度约600 km。周期约183天，可覆盖地表86°N～86°S即两极的大部分区域。GLAS是第一个用于连续全球观测的星载激光测
高系统。其主要任务是监测南极洲和格陵兰冰盖的高程变
首页多项内容无明确定义，无统一标准诊断、手术操作名称未规范统一缺手术分级目录
无全国统一的首页质控标准和评价标准
基本信息漏项、填写不准确主要诊断的准确选择其他诊断漏填手术及操作项目漏填、漏项诊断及手术操作的正确编码医师签名、其他管理项目漏填、不准确等

《机载激光雷达》课件

发展趋势
随着技术的不断进步和应用需求的不断增加，机载激光雷达技术将不断向更高精度、更高效率、更安全可靠的方向发展。
THANKS
感谢观看
《机载激光雷达》PPT课件
目录
• 机载激光雷达简介 • 机载激光雷达技术 • 机载激光雷达应用案例 • 机载激光雷达的挑战与未来发展
01 机载激光雷达简介
定义与特点
总结词
机载激光雷达是一种集激光测距、全球定位系统（GPS）和惯性测量单元（ IMU）于一体的遥感技术。
详细描述
机载激光雷达通过向地面发送激光脉冲并接收反射回来的信号，能够获取高精度的三维地形数据。它具有高分辨率、高精度、快速获取数据等优点，广泛应用于地形测绘、城市规划、资源调查等领域。
地震灾害评估
利用机载激光雷达技术，评估地震灾害对建筑物和基础设施的影响，为灾后重建提供技术支持。
考古探测
遗址区地形测绘
通过机载激光雷达技术，获取遗址区高精度、高分辨率的地形数据，为考古研究提供基础资料。
遗址区建筑物结构分析
利用机载激光雷达数据，分析遗址区建筑物的结构特点，为文物修复和保护提供依据。
激光发射与接收
激光发射器根据不同的应用需求，发射不同波长的激光束，常见的波长有近红外、中红外和远红
外等。
接收器通常使用光电倍增管或雪崩二极管等光电传感器，用于接收反射回来的光束，并将其转换
为电信号。
激光雷达通过测量反射回来的光束与发射光束的时间差，计算出
目标的距离信息。
数据处理与分析
1
遗址区植物种类鉴定
通过分析机载激光雷达数据，鉴定遗址区植物种类，为环境考古和生态研究提供数据支持。
04 机载激光雷达的挑战与未来发展

激光雷达简介PPT优秀课件

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
统
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

《激光雷达成像技术》课件

《激光雷达成像技术》ppt课件
CONTENTS
• 激光雷达简介 • 激光雷达系统组成 • 激光雷达数据处理技术 • 激光雷达成像技术 • 激光雷达技术发展与展望
01
激光雷达简介
激光雷达的定义与特点
总结词
激光雷达是一种利用激光技术进行探测和测距的雷达系统，具有高精度、高分辨率和高速度的优点。
详细描述
干涉成像的特点
干涉成像具有高分辨率和高精度，能够提供目标的微小变化和细节信息。然而，干涉成像对实验条件要求较高，需要稳定的实验环境和精密的测量设备。
成像质量评价
成像质量评价方法
成像质量评价是评估激光雷达成像系统性能的重要手段。评价方法包括图像的分辨率、对比度、噪声水平、畸变等指标。通过对这些指标的测量和分析，可以评估成像系统的性能和成像质量。
激光雷达通过向目标发射激光束，然后接收反射回来的光信号，并通过对光信号的处理和分析，获取目标的位置、距离、速度和形状等信息。由于激光雷达采用激光作为探测手段，因此具有高精度、高分辨率和高速度的优点，能够实现远距离、高精度的探测和测量。
激光雷达的工作原理
总结词
激光雷达通过发射激光束，并接收反射回来的光信号，通过对光信号的处理和分析，获取目标的距离和角度信息，从而实现目标的探测和定位。
01
02
03
接收光学系统
用于收集反射回来的激光束，并将其聚焦在光电探测器上。
光电探测器
将反射回来的光信号转换为电信号，常见的光电探测器有硅光电倍增管和雪崩光电二极管。
信号处理器
对光电探测器输出的电信号进行处理，提取出目标物体的距离、速度、方位等信息。
数据处理系统
信号处理算法
用于提取目标物体的特征信息，如距离、速度、方位等。常见的算法包括脉冲压缩、动目标检测和跟踪、多普勒频移分析等。

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。

激光雷达车载应用 ppt课件

5
根据激光测距原理计算,就得到从激光雷达到目标点的距离, 脉冲激光不断地扫描目标物,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.
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6
在业内的大致应用
借助激光雷达发展无人驾驶技术激光雷达用于汽车逆向设计激光雷达用于车身的零部件检测激光雷达实现汽车的主动安全激光雷达辅助意念驾驶的实现将激光雷达用于车辆检测将激光雷达用于智能交通信号控制将激光雷达用于交通事故勘察
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而它的一个特点就是价格特别便宜，此前报道中，他们的 CTO Jeff Owens 说每台成本在 200 美元。在此次 CES 上，Quanergy 相关负责人向 GeekCar 透露，如果订货量是一万台，那每部产品成本有望控制在 100 美元以下，但是量产得再等两年。
如此便宜的价格，Quanergy给出的答案是“相控阵激光雷达技术”。抛去传统激光雷达昂贵的旋转部件。用电子扫描代替机械部件，采用集成电路上的小镜子扫描各个方向，然后输出车辆周围的3D图像。创始人Dr.Louay Eldada对具体技术三缄其口，只表示核心技术是自己的博士研究课题。
目前已有的Ibeo全自动驾驶测试车上，常用的多点布局组合是miniLUX和LUX两款产品。
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Quanergy
Quanergy 是一家成立了三年的公司，在今年的CES上也推出了自己的新产品：S2。号称是世界上第一款固态激光雷达。从外观来看，S3 是个黑色长方体，内部无任何转动机构。它可以放在手上，大小和 Puck Auto 算是打了个平手。它的参数是8 线，探测范围为 10 厘米-150 米。
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激光雷达测风技术特点
• 优势：（与其它方式比较）空间分辨率高（角分辨率rad量级）时间分辨率高高测量精度（低对流层<1m/s，中高层<3m/s）覆盖范围大（全球范围），适合星载平台全球的分子散射测量：尤其在海洋或南半球气溶胶散射测量：在低大气层和陆地上空劣势：适合晴天工作，大气穿透能力差（不适合雾、雨、雪天）近地面水平作用距离有限（由于大气衰减）

• 数据分析
• 左图：风速光谱图
• 右图：为CNR函数范围符合传播的激光雷达方程图。
• 光谱图表明, (CNR)和估计的平均风速是超过1024个脉冲,对应于0.1秒采集时间用一个简单的质心频率估计方法。完成10公里以外风速测量的范围在0.1秒的平均时间。这是测量范围较好的最长达到1.5μ m全光纤测风激光雷达。 • CNR下降到下限-30分贝左右。直到9公里,CNR测量是在好协议与传播的激光雷达方程。CNR减少也可能被解释成大气动荡或反向散射系数的减少后的边界限制。事实上,光束不是在大气中直线传播。 • 此外,另一天测量,在13公里的最大射程达到估计风速平均超过 4096个脉冲时,获取对应0.41秒的时间。
• 实验装置
• 主振荡器是一个低噪声单纵模光纤激光器的。能量的一部分用于本地振荡器的外差探测。在另一部分,声光调制器是被用作振幅调制器和移频器。在光纤放大的脉冲放大直到15UJ。在过去的高功率放大级,带通滤波器用于抑制之前放大器放大自发辐射(ASE)。 • 脉冲能量和峰值功率受限于SBS分别为200μ J和300 W的高功率/ 镱铒大模式区域(LMA)光纤放大器。应用一个最佳的应变分布专门使用装置的激活光纤以提高SBS阈值。脉冲370μ J(ASE纠正)10 kHz重复频率,820纳秒持续时间和取得了450 W峰值功率。M平方小于1.3。偏振消光比测量高于20分贝。 • 这个激光源是集成在我们测风激光雷达。在光路1中光束是平行于非球面透镜。通过偏振分束器(PBS)和四分之一波片，光束穿过大气层传播通过望远镜发射和接收。一部分激光束被大气气溶胶反向散射。反向散射光耦合进入核心的偏振保持单模光纤光路 2。与本地振荡器耦合光混合产生的光检测进行进一步的信号处理。
• 结论
使用大功率线性偏振全光纤1.5μ m光纤激光应用在远程风速测量。我们已经使用一种370μ J光纤激光器与SBS去解决过去高功率放大器。此装置应用在10公里范围的激光雷达风速测量。这是我们所测量最好最长的范围达到了1.5μ m全光纤风激光雷达在 0.1秒的平均时间。今后的工作将集中在减少ASE的高功率放大器和减少M²。
激光雷达测风技术
大气风场数据获得的手段
• 地球表面观测系统

地面、海面、风散射仪等，只能提供表面大气层的数据
• 高空单层大气观测系统

机载和星载的云图变化的风场推算数据，该方式覆盖范围受限
• 高空多层大气观测系统

无线电探空仪和卫星探测器，无线电探空仪能够提供风场的垂直分布情况，但是它主要是在北半球的陆地，很难给出大覆盖范围的观测数据
•
激光多普勒测风雷达的分类
• 直探式（相对强度检测）边缘技术 • 单边缘、双边缘条纹技术 • 环形条纹、直列条纹分子吸收技术 • I2分子吸收 • 相干式（直接频率检测FFT）外差技术 • 本振光与信号光自差技术 • 多频率发射光本身超外差技术 • 本振光与多频率信号光
在后向散射情况下，其多普勒频移：
一种相干探测测风技术
• 1500NM全光纤激光源测量超过10公里范围的风速对于相干风激光雷达,用1.5μ m参杂的使用镱铒光纤是为了较好的大气传输。光纤激光器采用峰值功率在几百瓦的受激布里渊散射(SBS)标准光纤。激光脉冲发送通过大气和风速测量使用多普勒效应反向散射激光频移。
大气分子或气溶胶散射产生的多普勒频移
根据动量守恒和能量守恒定理：
大气分子或气溶胶散射产生的多普勒频移：
原子吸收产生的多普勒频移
原子共振吸收频率为：根据动量守恒和能量守恒定理：
多普勒频移为：原子吸收截面由于多普勒频移而展宽：
对于原子自发辐射有：
根据动量守恒和能量守恒定理：
多普勒频移：自发辐射光子与紊乱光子之间的多普勒频移：