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LiDAR のしくみ

UAV LiDAR の基本を知る

LiDAR はどのように機能しますか?このレーザー技術は、マッピングを作るものです
植生、低コントラストまたは影の状況で可能。

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光検出と測距

光検出と測距 (LiDAR) は、レーザーベースのリモートセンシング技術です。LiDAR の背後にある考え方は非常に単純で、表面に小さなレーザーをポイントし、レーザーがそのソースに戻るまでの時間を測定します。

この技術は、地理情報システム (GIS) で、3d マッピングモデルのデジタル標高モデル (DEM) またはデジタルテレインモデル (DTM) を生成するために使用されます。

ドローン用 LiDAR は次のものと完全に一致します。

  • 飛ぶ小さな領域 (<10 sq. km or 100 km linear) sq.="" km="" or="" 100="" km="">
  • 植生下のマッピング
  • アクセスが難しいゾーン
  • ほぼリアルタイムまたは頻繁に必要なデータ
  • 2.5 と10cm の間に必要な精度範囲

LiDAR 動作原理

  • レーザーパルスの放射
  • 反射信号の記録
  • 距離測定 (走行時間 x 光の速度)
  • 平面の位置と高度を取得する
  • 正確なエコー位置の計算

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LiDAR はどのように機能しますか?


すでに LiDAR について聞いたことがありますが、この技術についての手掛かりはありませんか?ここでは、LiDAR の背後にある基本的な原則について学習します。また、無人航空機 (UAV、UAS またはドローンとして知られている) と3d レーザーマッピングのためのいくつかのアプリケーションを発見します。

LiDAR の動作を理解する

光検出と測距 (LiDAR) は、電波の代わりにレーザーを使用したレーダーと同様の技術です。
LiDAR の原理は非常にわかりやすいです。
1. レーザーパルスを表面に放出する
2. 反射したレーザーをセンサーで LiDAR パルス源に戻す
3. レーザー走行時の測定
4. ソースからの距離を計算する式「距離 = (光の速度 x 時間経過)/2

このプロセスは、LiDAR 計測器によって100万回繰り返され、測量された領域の複雑なマップ (3d 点群) を生成することによって終了します。

LiDAR システムの構築方法を理解する

センサーからサーフェスポイントまでの100万の距離を測定するために必要な機器は、 LiDAR システムです。この高度な技術は、LiDAR センサーとターゲット間の距離を計算することができるように、本当に高速に動作します (リマインダーライトスピードは 300 000 キロメートル/秒)。LiDAR システムでは、自動車、航空機、ドローンの3つの主要コンポーネントが統合されています。


1.レーザースキャナー
LiDAR システムは、さまざまなモバイルシステム (自動車、飛行機、ドローンなど) からのレーザー光を空気と植生 (空中レーザー) および水 (海底地形レーザー) を介してパルスします。スキャナは、距離と角度を測定し、ライトバック (エコー) を受信しています。スキャン速度は、LiDAR システムによって計測されるポイントとエコーの数に影響を及ぼします。光とスキャナの選択は、LiDAR システムを操作できる解像度と範囲に大きく影響します。

2.ナビゲーションとポジショニングシステム
LiDAR センサーが航空機、自動車、または UAS (無人航空機システム) に搭載されているかどうかは、センサーの絶対位置と方位を決定して、データが有効なデータであることを確認することが重要です。グローバルナビゲーション衛星システム (GNSS) は、センサーの位置に関する正確な地理情報を提供します (緯度、経度、高さ) と慣性測定ユニット (IMU) は、この場所で定義します。精密方位センサー (ピッチ、ロール、ヨー) のこれら2つのデバイスによって記録されたデータは、静的なポイントにデータを生成するために使用します: 3d マッピング点群の基礎。



UAV のための全統合 LIDAR システムとは何ですか?

3.コンピューティング技術
データを最大限に活用するためには、正確なエコー位置を定義して LiDAR システムを動作させるために計算が必要です。3d マッピングポイントクラウドで提供される精度と精度を向上させるために、飛行中のデータの可視化やデータの後処理にも必要です。

プロジェクトのニーズと LiDAR 仕様との適合を定義する

レーザースキャナ: プロジェクトのニーズに合った精度、精度、ポイント密度、範囲、帯状領域のレベルは何ですか?

gnss: gnss リファレンスステーション (陸上) + gnss レシーバー (移動) は、使用される gnss (GPS、GLONASS、ベイドウまたはガリレオ) と互換性がありますか。地上局は必要ですか?

電池: 内部または外部の電池はありますか?マップしたいサーフェスをカバーするために必要な自律性は何ですか?

取り付け: LiDAR システムは、使用する空中プラットフォーム (航空機、ドローン) または車載プラットフォーム (car) に簡単に取り付けることができますか?

データファイル: 生成された情報の形式は何ですか?

データの後処理: データを使用して、最高の3d マッピングポイントクラウドをエンドカスタマーに提供するのはどの程度簡単ですか?分類、色付け、DTM の生成、orl?後処理データの処理

UAV LiDAR アプリケーションの検出

パワーユーティリティ: ラインのたるみ問題を検出したり、トリミング活動を計画するための電力線調査

マイニング: 採掘工程を最適化するための表面/容積計算 (備蓄、掘削) または地雷延長の決定

石油: パイプライン調査による運用とメンテナンスの最適化

土木: マッピングの平準化、計画とインフラストラクチャの最適化 (道路、鉄道、橋梁、パイプライン、ゴルフコース) または自然災害後の改修、ビーチ侵食調査は、緊急計画を構築するために

考古 学: 森の天蓋を通して発見をスピードアップするためのマッピング

林業: アクティビティまたはヘルプツリーのカウントを最適化するためのフォレストのマッピング

環境研究: 成長速度の測定、病気の拡散