大尺寸激光雷达目标板—————广州航鑫光电科技有限公司,是一家专门做激光雷达标定板、反射板的公司
简单地说,激光雷达就是一种传感器,被誉为“机器人的眼睛”,是一种集激光、GPS定位和惯性测量装置为一体的重要传感器,其目前的发展脉络是国产化渐行渐近,应用范围越来越来广,而技术水平则比成熟。
一、国产,渐行渐近
激光雷达的国产化,可借用人士李远
大尺寸激光雷达目标板
大尺寸激光雷达目标板—————广州航鑫光电科技有限公司,是一家专门做激光雷达标定板、反射板的公司
简单地说,激光雷达就是一种传感器,被誉为“机器人的眼睛”,是一种集激光、GPS定位和惯性测量装置为一体的重要传感器,其目前的发展脉络是国产化渐行渐近,应用范围越来越来广,而技术水平则比成熟。
一、国产,渐行渐近
激光雷达的国产化,可借用人士李远先生的比喻:将公司分为国外与国内两个类别,那么前期天平较重的一侧明显是国外企业,而现在国内公司正在天平的另一边不断加码,已逐渐平衡。2019年,对于国产激光雷达企业而言,是一个至关重要的分水岭,市场应用逐渐进入到实际的项目案例中。
近年来兴起自动驾驶浪潮,使本土激光雷达厂商逐步入局,国产工业级激光雷达产品已渐成气候。
目前可分为两个流派,一类研发机械式激光雷达,另一类则直接锁定固态激光雷达产品。
实现了车用自动驾驶激光雷达量产供应,并且价格降到千元级别。2017年做原型验证,2020年实现量产。国产雷达企业经过多年的坚持投入和经验积累,在各自的细分市场深度耕耘,呈现出百花齐放的市场格局。
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用激光器作为发射光源,采用光电探测技术手段的主动遥感设备。激光雷达是激光技术与现代光电探测技术结合的探测方式。
随着科学技术的发展和计算机及高新技术的广泛应用,数字立体摄影测量也逐渐发展和成熟起来,并且相应的软件和数字立体摄影测量工作站已在生产部门普及。
但是摄影测量的工作流程基本上没有太大的变化,如航空摄影-摄影处理-地面测量(空中三角测量)-立体测量-制图(DLG、DTM、GIS及其他)的模式基本没有大的变化。这种生产模式的周期太长,以致于不适应当前信息社会的需要,也不能满足"数字地球"对测绘的要求。
由发射系统、接收系统 、信息处理等部分组成。发射系统是各种形式的激光器,如二氧化碳激光器、掺钕钇铝石榴石激光器、半导体激光器及波长可调谐的固体激光器以及光学扩束单元等组成;接收系统采用望远镜和各种形式的光电探测器,如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外和可见光多元探测器件等组合。激光雷达采用脉冲或连续波2种工作方式,探测方法按照探测的原理不同可以分为米散射、瑞利散射、拉曼散射、布里渊散射、荧光、多普勒等激光雷达。
激光雷达的特点
与普通微波雷达相比,激光雷达由于使用的是激光束,工作频率较微波高了许多,因此带来了很多特点,主要有:
(1)分辨率高
激光雷达可以获得极高的角度、距离和速度分辨率。通常角分辨率不0.1mard也就是说可以分辨3km距离上相距0.3m的两个目标(这是微波雷达无论如何也办不到的),并可同时跟踪多个目标;距离分辨率可达0.lm;速度分辨率能达到10m/s以内。距离和速度分辨率高,意味着可以利用距离--多谱勒成像技术来获得目标的清晰图像。分辨率高,是激光雷达的显著的优点,其多数应用都是基于此。
(2)隐蔽性好、抗有源干扰能力强
激光直线传播、方向性好、光束非常窄,只有在其传播路径上才能接收到,因此敌方截获非常困难,且激光雷达的发射系统(发射望远镜)口径很小,可接收区域窄,有意发射的激光干扰信号进入接收机的概率极低;另外,与微波雷达易受自然界广泛存在的电磁波影响的情况不同,自然界中能对激光雷达起干扰作用的信号源不多,因此激光雷达抗有源干扰的能力很强,适于工作在日益复杂和激烈的环境中。
(3)低空探测性能好
微波雷达由于存在各种地物回波的影响,低空存在有一定区域的盲区(无法探测的区域)。而对于激光雷达来说,只有被照射的目标才会产生反射,完全不存在地物回波的影响,因此可以"零高度"工作,低空探测性能较微波雷达强了许多。
光学区雷达目标识别的重要理论基础是多散射中心理论,即光学区目标的雷达回波可以近似等效为目标物体上少数几个强散射中心回波的矢量和。散射中心是客观存在的,它主要指目标的边缘(棱线)、曲率不连续点、、镜面、腔体、行波及蠕动波等强散射点,它反映了日标的精密结构特征。光学区的雷达目标识别方法可分为宽带高分辨和窄带低分辨两类。宽带高分辨雷达目标识别方法主要有成像识别〈即估计散射中心在目标物体上的分布)和散射中心历程识别〈即散射中心随目标姿态的变化过程)两种。宽带高分辨成像识别的大体情况和窄带低分辨目标识别的具体思路将在本文后面进行介绍。
RTR中的特征抽取至今仍未形成完整的理论体系,个别特征对于目标识别的作用难以量化。因此,现阶段的RTR研究都是在现有目标识别理论的指导下,不断尝试各种特征抽取手段,后根据所掌握数据的分类效果对目标特征抽取方法进行取舍。但是,经过大量的研究可以肯定的一点是,用于目标识别的特征数目并非越多越好。因为从同一目标回波中抽取的特征难免存在一定的相关性,而这种相关性往往是不易觉察的。冗余特征不仅会使运算量增大,而且还可能引入不必要的噪声。避免冗余特征的途径是从目标电磁散射的机理出发,抽取与目标属性直接相关的特征,使每个特征都能得到合理的解释,但实际上很难做到这一点。
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