LiteMapper机载激光雷达系统

LiteMapper6800是IGI公司于2009年最新推出的高精度机载激光雷达系统。它是基于奥地利Riegl公司的高精度激光扫描仪(LMS-Q680),将其CCNS/AEROcontol系统加以集成的完整系统。该系统是在LiteMapper 5600获得成功的基础上,进一步升级。LiteMapper 5600原旨在低空(1000米左右)应用,其一个重要理由就是飞行可不受云层的影响。一般高空应用不仅使得设备造价成本很高,而且实际航飞时也极受天气情况的限制。另外,目前IMU的测角精度也是有限的,航高越大,地面点的定位精度也越差,故目前国际上通常进行激光扫描的飞行高度均低于1000米。为适应更多应用的要求,2008年底,Riegl公司推出了LMS-Q680扫描仪,在保持LMS-Q560发射脉冲频率高达240kHz的前提下,技术参数上再次做了重要调整,即将最大测程提高到了3000米,堪称同类产品世界之最。除了频率和精度称最之外,LM6800还独具可全面记录激光回波波形的特点,相比通常的四点回波记录,波形记录可谓信息量无限,从而对反射物体有着更详细的描述,大大扩展了其应用范围。

 图一:LiteMapper的主要硬件组成

      图二:LiteMapper 6800的可调节座架

特点:
(1)记录无限量的目标物回波的全波形,信息量极为丰富,应用潜力可观,尤其对于农作物、森林、植物等方面的应用,可谓前景无限。

(2)激光发射脉冲频率可达240kHz,从而使得测量频率可高达160kHz。当相对航高为800米时,激光点地斑直径为40厘米。频率高、点密度大、点地斑小,故精度高。

(3)在厂家测试条件下,250米长度上的测距绝对精度达20毫米,多次测量值间的精确度达10毫米。

(4)作业扫描角度为45或60度可选。在航高确定的情况下,扫描角直接影响扫描频率和带宽,如航高定在1000米、脉冲频率为240kHz的情况下,扫描角60度角时,最大测量频率为160kHz,带宽为1155米。

(5)最大测程可达3000米,此时,在物体反射率为60%情况下,脉冲频率可达80kHz。

(6)扫描角分辨率0.001度。

(7)使用近红外激光,安全等级为3R级,最小适用距离为30米。

(8)扫描原理采用多边形棱镜单方向旋转反射,无摆镜扫描设备中的加、减速过程,速度均匀稳定,因此在所生成的扫描带上,扫描点均匀、扫描线平行。

(9)对每个回波信号均提供高分辨率的16比特光强度信息,以便用于区分和识别目标,进行目标物分类等。

(10)数据记录采用DR560-RD型航空数据记录器,容量为1000GByte,由两个500 GByte的可换取硬盘组成,可记录16个飞行小时的航空数据,输入速率达80Mbyte/秒,支持RAID0和RAID1,并含有在线数据完整性检测功能等。

应用领域

  1. 廊道绘图——廊道包括高速公路、铁路、管道线、电力线、机场等。
  2. 洪灾管理——主要用于海岸线保护和洪灾情况可视化
  3. 城市建模——主要用于城市规划、垃圾处理、交通路线和紧急疏散线路规划、噪音控制、市政管理(房屋,植被等)和城市旅游。
  4. 森林管理——(1)测量林荫高度(2)独立树分割、高度和树冠直径测量(3)分类(落叶林和针叶林)(4)获取树林覆盖下地面的DTM数据
  5. 露天采矿、考古、研究等

以下为LiteMapper的一些实际应用举例。