测绘激光雷达原理

激光雷达(LiDAR)是一种革命性的测绘工具,其工作原理主要基于 光的发射、传播和接收。以下是激光雷达测绘的基本原理:

激光发射

激光雷达设备发射一束激光脉冲,这些脉冲通常是红外或近红外光。激光脉冲以光速向目标物体传播。

光的反射

当激光脉冲遇到目标物体时,部分光会被反射回来,形成回波。

光接收

激光雷达设备中的接收器捕捉这些反射回来的激光信号。接收器通常与发射器紧密对齐,以确保接收到的光是直接从目标物体反射回来的。

时间测量

设备内部的计时器记录激光脉冲发射和接收的时间间隔。由于光速是已知的,这个时间间隔可以用来计算光脉冲往返目标物体的距离。

距离计算

距离的计算公式是:距离 = 光速 × 时间 / 2。其中时间是光脉冲往返的时间。

角度测量

激光雷达通过水平旋转扫描来测量角度,并根据这两个参数(时间和角度)建立二维的极坐标系。通过获取不同俯仰角度的信号,可以获得三维中的高度信息。

数据处理

测量到的距离数据可以用于生成点云,这些点云可以进一步处理,生成三维模型或地形图。激光雷达在短时间内可以获取大量的位置点信息,这些点云数据可以用于各种应用,如自动驾驶、地形测绘、建筑物建模等。

多普勒效应