LiteMapper機載激光雷達系統

LiteMapper6800是IGI公司于2009年最新推出的高精度機載激光雷達系統。它是基于奧地利Riegl公司的高精度激光掃描儀(LMS-Q680),將其CCNS/AEROcontol系統加以集成的完整系統。該系統是在LiteMapper 5600獲得成功的基礎上,進一步升級。LiteMapper 5600原旨在低空(1000米左右)應用,其一個重要理由就是飛行可不受云層的影響。一般高空應用不僅使得設備造價成本很高,而且實際航飛時也極受天氣情況的限制。另外,目前IMU的測角精度也是有限的,航高越大,地面點的定位精度也越差,故目前國際上通常進行激光掃描的飛行高度均低于1000米。為適應更多應用的要求,2008年底,Riegl公司推出了LMS-Q680掃描儀,在保持LMS-Q560發射脈沖頻率高達240kHz的前提下,技術參數上再次做了重要調整,即將最大測程提高到了3000米,堪稱同類產品世界之最。除了頻率和精度稱最之外,LM6800還獨具可全面記錄激光回波波形的特點,相比通常的四點回波記錄,波形記錄可謂信息量無限,從而對反射物體有著更詳細的描述,大大擴展了其應用范圍。

?圖一:LiteMapper的主要硬件組成

??????圖二:LiteMapper 6800的可調節座架

特點:
(1)記錄無限量的目標物回波的全波形,信息量極為豐富,應用潛力可觀,尤其對于農作物、森林、植物等方面的應用,可謂前景無限。

(2)激光發射脈沖頻率可達240kHz,從而使得測量頻率可高達160kHz。當相對航高為800米時,激光點地斑直徑為40厘米。頻率高、點密度大、點地斑小,故精度高。

(3)在廠家測試條件下,250米長度上的測距絕對精度達20毫米,多次測量值間的精確度達10毫米。

(4)作業掃描角度為45或60度可選。在航高確定的情況下,掃描角直接影響掃描頻率和帶寬,如航高定在1000米、脈沖頻率為240kHz的情況下,掃描角60度角時,最大測量頻率為160kHz,帶寬為1155米。

(5)最大測程可達3000米,此時,在物體反射率為60%情況下,脈沖頻率可達80kHz。

(6)掃描角分辨率0.001度。

(7)使用近紅外激光,安全等級為3R級,最小適用距離為30米。

(8)掃描原理采用多邊形棱鏡單方向旋轉反射,無擺鏡掃描設備中的加、減速過程,速度均勻穩定,因此在所生成的掃描帶上,掃描點均勻、掃描線平行。

(9)對每個回波信號均提供高分辨率的16比特光強度信息,以便用于區分和識別目標,進行目標物分類等。

(10)數據記錄采用DR560-RD型航空數據記錄器,容量為1000GByte,由兩個500 GByte的可換取硬盤組成,可記錄16個飛行小時的航空數據,輸入速率達80Mbyte/秒,支持RAID0和RAID1,并含有在線數據完整性檢測功能等。

應用領域

  1. 廊道繪圖——廊道包括高速公路、鐵路、管道線、電力線、機場等。
  2. 洪災管理——主要用于海岸線保護和洪災情況可視化
  3. 城市建模——主要用于城市規劃、垃圾處理、交通路線和緊急疏散線路規劃、噪音控制、市政管理(房屋,植被等)和城市旅游。
  4. 森林管理——(1)測量林蔭高度(2)獨立樹分割、高度和樹冠直徑測量(3)分類(落葉林和針葉林)(4)獲取樹林覆蓋下地面的DTM數據
  5. 露天采礦、考古、研究等

以下為LiteMapper的一些實際應用舉例。