贵州大气激光雷达应用

激光雷达技术是根据激光光束在大气中传输时，大气中尘埃微粒和各种气体分子对激光产生弥散射，瑞利散射、拉曼散射和共振荧光以及共振吸收等现象，然后利用激光雷达接收系统收集和记录上述现象过程中所产生的背向散射光谱，以达到探测大气成份和浓度的目的。烃类气体是油气田油气微渗漏的主要指示性气体，而近地表的烃类气体从成分上看，主要是由早期的成岩作用、细菌作用和地下热作用等共同作用的结果。共振吸收激光雷达在探测气体分子含量时一般都采用各种可调谐激光器激光雷达探测气体的探测灵敏度，激光雷达在周界防范中起着重要作用。贵州大气激光雷达应用

不同传感器各有优缺点。超声波在几米以外的空气中会出现强烈的衰减， 因此主要用于短距离物体检测。毫末波雷达有不同距离范围选择，环境 干扰能力强，可以满足车辆对全天气候的适应性的要求，但由于分辨率 较差无法识别物体。相机性价比高且易于使用，尽管能够通过算法感知深度，但是强烈取决于周围光照条件和需要大量数据处理以提取有用信 息。相机是能看到颜色的技术，并且可以应用在车道保持辅助功能。 激光雷达通过发射激光来测量物体与传感器之间精确距离并在没有大 量后端处理的情况下获取周围物体的精确距离及 3D 信息，以实现避障 功能。结合预先采集的高精地图，机器人在环境中通过激光雷达的定位 精度可达厘米量级，以实现自主导航。贵州大气激光雷达应用可以采用非相干的能量接收方式。

此外，系统的模块化结构让用户能有选择地升级系统功能，添加车轴数统计、尺寸超限报警、检测过热车辆部件等新功能。这让自由流测定系统非常灵活，理想适用于道路收费系统，同时还特别适用于车辆轮渡或将车辆装载到火车上等应用，还可用于检查车辆尺寸是否符合法规要求。   据介绍，该系统通过安装于龙门架上的激光雷达，扫描穿过龙门架的车辆，并将扫描信息发送至车辆控制器Traffic Contoller。车辆控制器通过从多个激光雷达传输的车辆顶面、侧面数据，计算并生成车辆的3D点云模型。系统通过对车辆点云数据的分析处理，获取车辆的车型、尺寸、车轴数等信息。

机械旋转激光雷达是比较早的扫描方式，但由于零件多、寿命短、价格贵、 体积大，不适用于量产车辆。机械式激光雷达收发光源、接收器以及扫 描系统坐在圆盘底座上。随着外部电机的转动，收发架构会沿着这个圆 盘进行转动，实现水平空间的 360 度扫描。优点是外部电机控制技术比 较成熟且能够长时间保持稳定转速；缺点是体积大难以集成到车顶，且 激光雷达价格仍然过高而不符合大规模自动驾驶场景的需求。2005 年 Velodyne 创始人 David Hall 发明了 3D 实时激光雷达，2007 年率先实现量产，推出商用量产实时 3D 雷达，在早期获得多家无人驾驶 公司的青睐。其特点是激光输出波长范围较宽;气体的光学均匀性较好。

经过处理便可得到具有坐标信息的影像数据。利用激光进行三维建筑建模的技术。首先，进行数据预处理。就是结合IMUU记录的姿势参数、机载GPS数据、地面基站GPS观察数据、GPS偏心分量、扫描仪和数码相机各自的偏心分量，进行GPS/IMU联合解算，得到扫描仪及相机曝光坐标下的轨迹文件，进而得到外方为元素。其次，使用LIDAR数据商业处理软件将地面数据与非地面数据分离，生成DEM，在利用纯地表数据对影像外方位元素通过寻找同名像点的方式进行校正快速生成DOM。激光雷达的空间扫描方法可分为非扫描体制和扫描体制。贵州大气激光雷达应用

探测体制上同扫描成像的单元探测有所不同，能够减小设备的体积、重量。贵州大气激光雷达应用

差分激光雷达主要用于大气成分的测定。差分激光雷达的测试原理是使用激光雷达发出两种不等的光，其中一个波长调到待测物体的吸收线，而另一波长调到线上吸收系数较小的边翼，然后以高重复频率将这两种波长的光交替发射到大气中，此时激光雷达所测到的这两种波长光信号衰减差是待测对象的吸收所致，通过分析便可得到待测对象的浓度分布。在大气中间层金属蒸气层的观测主要采用荧光共振散射激光雷达。其原理是利用Na、K、Li、Ca等金属原子作为示踪物开展大气动力学研究。由于中间层顶大气分子密度较低，瑞利散射信号十分微弱，而该区域内的钠金属原子层由于其共振荧光截面比瑞利散射截面高几个数量级，因此，利用钠荧光雷达研究钠层分布，进而研究重力波等有关性质更展示其独有的特性。贵州大气激光雷达应用

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