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《基于线状阵列扫描的激光雷达快速三维成像》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第39卷第7期同济大学学报(自然科学版)Vol.39No.72011年7月JOURNALOFTONGJIUNIVERSITY(NATURALSCIENCE)Jul.2011文章编号:0253-374X(2011)07-1062-06DOI:10.3969/j.issn.0253-374x.2011.07.022基于线状阵列扫描的激光雷达快速三维成像1,221蔡银桥,童小华,舒嵘(1.中国科学院上海技术物理研究所,上海200083;2.同济大学测量与国土信息工程系,上海200092)摘要:介绍了一种线阵快扫描
2、三维激光雷达成像仪,给出了激光具有单色性、准直性、大功率、短脉冲等特线阵激光雷达的系统结构和工作原理.从阵列探测器中的某点,从19世纪60年代以来,它在测距和成像等领域一单元出发,在分析激光光束发射与接收光路的基础上,利获得了广泛应用.在民用方面,激光技术最初主要用用光学原理和解析几何推导了线阵激光雷达成像严密的计于电子测距(electronicdistancemeasurements,算方程,并分析了影响激光雷达成像质量的内部和外部因EDM);后来,激光技术逐渐应用到全站仪中,诞生素.外场测试实验表明,在
3、30m的距离,该仪器原理样机的[1]了无反射棱镜全站仪;在20世纪90年代,一些测距离分辨率可以达到5cm,能够探测到直径在8cm以上的量仪器厂商尝试将激光测距仪安装在云台单元上,目标,平面拟合后的残差的标准偏差在5cm左右.它很类似现在的激光扫描仪,但是其扫描速度和成关键词:遥感;激光扫描;三维成像;线阵像精度均较低;同时,一些学者提出利用包含两个镜中图分类号:TN958文献标识码:A子的光机扫描仪来成像,两个镜子用来控制激光光束在相互正交的方向上偏转,这些仪器被称为成像Fast3DImagingwith
4、Time-of-flightLaser[2]激光雷达.由于有效距离较远,目前大多数激光扫ScannerBasedonLinearArrayScanning描仪是采用飞行时间法(timeofflight,TOF)来测距[3]CAIYinqiao1,2,TONGXiaohua2,SHURong1的;在工业领域中,为了获取物体表面更高的测量(1.ShanghaiInstituteofTechnicalPhysics,ChineseAcademicScience,精度(微米级),一些仪器设计人员采用三角测量原Sha
5、nghai200083,China;2.DepartmentofSurveyingandGeo-[4]理来精确测距;基于相位法测距的成像激光雷达informatics,TongjiUniversity,Shanghai200092,China)工作距离和成像精度介于上述两种测距方式之[5]间.激光雷达可以搭载在不同平台上,既可以放在Abstract:Alaserscannerusinglineararrayscanningforfastthree-dimentionalimagingisintroduced
6、.Boththesystemstructure地面上静态测量小目标,称为地面激光雷达[6-7]andoperationalprinciplearepresented.Basedontheanalysisof(terrestriallaserscanner,TLS),也可以搭载在theemittingandreceivingpathofthelaserbeam,therigorous飞机、宇宙飞船等平台上实施大范围观测,称为机载imagingequationsofthelaserscannerisdeduce
7、dstartingfrom[8]激光雷达(airbornelaserscanner,ALS).oneunitofthearraydetectorbymeansoftheopticalprinciples对于目前大多数商用的地面激光雷达来说,每andanalyticgeometryknowledge.Themaininternalandexternal次激光脉冲只能获取一个目标点的三维坐标.尽管fatorsunderminingtheimagingqualityoflaserscannerarealso现在的
8、激光脉冲频率在不断提高,但在需要获取一discussed.Theoutfieldtestshowsthatinthedistanceof30mtheverticalresolutionoftheinstrumentis5cm,whileinthedirection个大范围场景的三维点云图像时,激光扫描仍然要perpendiculartothatofrangingtargetswithdiametercanbe花费
