【虹科】激光雷达传感器在无人机上的应用不可小觑

关于虹科智能感知虹科智能感知事业部专注于智能感知与机器视觉领域，已经和IDS，Blickfeld和Gidel等有着重要地位的国际公司展开深度的技术合作。我们的解决方案包括3D激光雷达，工业相机，视觉处理平台，图像采集卡及视觉系统集成等。虹科的工程师积极参与国内外专业协会和联盟的活动，我们非常重视技术培训和积累，公司定期与国内外专家团队进行交流和培训。

在空中应用激光雷达绘测地形具有许多优势，对相关行业来说具有一定的参考意义。可靠耐用的小型激光雷达传感器以厘米级的精度记录地形，从而在减少人工绘测地形所耗费的时间和资金成本。

虽然将激光雷达传感器应用到无人机上是一个相对较新的概念，但在20世纪60年代，激光雷达技术就大量应用在航空方面。例如，直升飞机、小型飞机甚至卫星都配备了激光雷达来绘制地形或测量水体深度，这是迄今为止该技术的一项重要应用。例如，就在去年，通过激光雷达航空影像在墨西哥发现了一处完全隐藏在植被下的玛雅人居住地。

激光雷达传感器如何探测掩埋在丛林深处的废墟？集成在飞行器中的传感器向下扫描地球表面，测量飞行过程中每个点地面与传感器之间的精确距离。因此，生成一幅准确的地图，需要每个点的高程信息。借助多次回波等功能，传感器还可以不受植被影响探测自身到地面的高度。

激光雷达安装在无人机上涌现出更多新的应用

随着无人机和激光雷达传感器的发展，同时涌现了很多新的应用领域，配备激光雷达的飞行器可以带来更大的使用价值。现代无人机有可能彻底改变很多的工业应用，从地形测量到货物运输，都可以看到引入激光雷达所带来的效益。而且，随着科技的不断进步，激光雷达变得越来越紧凑、轻巧、鲁棒性强，非常适合集成在无人机上，成为一个激动人心的新型应用。  

轻巧、鲁棒性强成为空中应用的巨大优势

激光雷达传感器应用到无人机上，需要满足一系列性能要求，其中最重要的是重量。无人机在飞行时对重量极为敏感，尤其是在运输货物的情况下。此外，由于可安装空间较小，必须优化传感器的尺寸和其他附件（如电池）。因此，传感器体积越小、重量越小，对整个无人机系统来说就越好。航空应用还要求设备具有强鲁棒性。例如，LiDAR传感器需要耐机械振动，在采集过程中也需要保证数据的鲁棒性。传感器在各种天气和阳光下正常工作，必须具有滤波功能以防止环境光和天气影响而误报。

为自动飞行提供支持

具有上述特性的激光雷达传感器，不仅可以实现多种应用，还可以实现无人机自动飞行。自动飞行像自动驾驶一样检测无人机周围环境，并快速识别飞行路径中的障碍物，从而避开障碍。激光雷达还可以帮助无人机准确检测着陆点。

从牲畜到集装箱再到轨道：多功能应用

激光雷达传感器可以捕获需要关注的数据并监测大面积区域。空中监视相比于任何的人工地面监视都更具有优势。无人机嵌入激光雷达传感器的使用案例很多：借助激光雷达空中检测，大大简化了地形图绘制。以前，通常使用经纬仪和测量杆手动测量面积。现在，这种耗时的方法被全自动无人机所取代。激光雷达传感器可测量地形并创建该区域的厘米级精度数字地图。这种绘制的方法比以前的技术耗时更少，并且也更加精确。

农业领域也有很多应用。例如，可以在飞行过程中通过检测放牧区域并实时分析点云来监视牛群。根据动物的体积，可以轻松确定它们的数量。同样，农民无需开车到田地或放牧区域，也可以得知饲养水平和作物产量。总的来说，所有的数据都可以用一架装有激光雷达的自动飞行无人机记录下来。

 在大型港口，可以利用无人机记录集装箱位置、大小和数量，从而优化港口物流，更有效地利用存储空间。电线，管道，铁轨或风力涡轮机等公用设施的维护也是无人机激光雷达传感器发挥极大价值的应用领域。高分辨率的激光雷达传感器可以检测损坏的电线或铁轨。技术人员只需在无人机检测到问题之后再进行干预维修，就可以节省大量的金钱和时间成本。此外，尽早发现损坏迹象可以提前维护，解决潜在故障，节省支出。  另一个例子是在林业工作中使用搭载激光雷达传感器的无人机。在空中统计树木种群情况，提供有关森林健康的宝贵数据，例如，可以帮助评估暴风雨后的破坏程度。

为众多不同领域带来增值收益

无人机和激光雷达技术的进步推进了农业、林业、港口相关行业领域的发展，而且这一趋势在未来几年将不断上升。

HK Cube 1固态激光雷达

• 典型应用范围：1.5-75米

• 最大探测范围：250米

• 测距分辨率：<1cm

• 最大视场：70°×30°（可调）

• 垂直分辨率：每帧5-400条扫描线（可调）

• 水平分辨率：0.4°－1.0°（可调）

• 通信方式：TCP/IP 千兆以太网

• IMU输出：３轴加速度计，３轴陀螺仪

• 设备端数据处理：智能背景减法、姿态校正变换