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作者 | 穹宇逐光，出品 | 聚翼无人机
大疆禅思I2
激光雷达（LiDAR, Light Detection and Ranging）是一种先进的遥感技术，它通过发射高频率的激光脉冲并测量这些脉冲从物体表面反射回来的时间来确定距离。由于光速是已知且恒定的，因此通过计算激光往返所需的时间可以精确地计算出目标与激光雷达之间的距离。这种测量方法被称为飞行时间（Time of Flight, ToF）。每次激光雷达发出一个脉冲，都会记录下返回的时间，并将此信息转换为距离值。
随着无人机的移动或激光雷达自身的旋转，它可以持续扫描周围的环境，捕捉大量的距离数据点。这些数据点不仅包含距离信息，还携带了反射强度等附加属性，形成了所谓的“点云”。每个点在三维空间中都有自己的坐标（X, Y, Z），而所有这些点集合起来就能构建出被测区域的三维模型，即三维点云数据。这使得激光雷达能够创建高分辨率、高精度的地图和模型，适用于各种复杂地形和结构的测绘。
激光雷达的“视力”参数
最远能看到多远（测量距离）：这就好比一个人能清晰看到物体的最大距离。对于激光雷达来说，它决定了设备可以探测到的最远目标，帮助我们了解它能覆盖多大的范围。
看东西有多准（测量精度）：类似于尺子的刻度越细，量出来的长度就越准确。激光雷达的精度决定了它所测得的距离与实际距离之间的差异大小，越高越好。
每秒眨几次眼（扫描频率/帧率）：想象一下眨眼的速度，激光雷达也是这样，它每秒钟可以进行多少次完整的扫描。这个速度越快，数据更新就越及时，尤其在快速变化的环境中非常重要。
眼睛有多敏锐（角分辨率）：这相当于视力的好坏，能分辨出两个非常靠近的物体的能力。更高的角分辨率意味着激光雷达能够捕捉到更精细的细节。
视野有多宽（视场角）：就像人的眼睛可以看到的水平和垂直范围一样，激光雷达也有它的“视野宽度”，定义了一次扫描能覆盖的空间大小。
激光雷达的“工作能力”参数
有多少根‘视线’（线束数量）：如果把激光雷达的探测比作人的视线，那么多线束就相当于有多个视线同时工作，能够在一次扫描中获取更多不同高度的信息。
每秒发射多少个点（出点数/点频）：这表示激光雷达每秒钟能发出并接收到多少个有效的探测点。更多的点可以提供更加详细的环境信息。
不怕强光（环境光抗干扰能力）：就像有些人戴太阳镜以减少阳光对视线的影响，激光雷达也有类似的功能，确保在明亮环境下也能正常工作。
深色物体也看得见（深色物体检出率）：一些激光雷达可能难以发现像黑色衣服那样的深色物体，因此这一指标反映了它在这种条件下的表现。
激光雷达的“健康状况”参数
安全使用（安全等级）：激光雷达需要符合国际标准的安全要求，确保不会对使用者造成伤害。
防水防尘（IP防护等级）：说明了激光雷达抵抗灰尘和水的能力，这对于户外使用的产品尤为重要。
能适应的温度范围（温度适应性）：表明激光雷达可以在多冷或多热的环境中正常运作，这对于极端气候条件下的应用特别关键。
激光雷达的“合作能力”参数
与其它系统玩得好不好（输出参数）：指的是激光雷达的数据格式和接口类型，这些影响它与其他系统的兼容性和数据处理效率。
吃多少电（功率和供电电压）：这决定了激光雷达需要消耗多少电力以及它所需要的供电类型，在设计整个系统时需要考虑这一点。
无人机激光雷达的实际应用案例
● 地形测绘与城市规划：无人机搭载激光雷达可以高效地进行大面积的地形测绘，生成精确的数字高程模型（DEM）。这些模型为城市规划提供了重要的基础数据，帮助决策者理解城市的地形地貌，优化基础设施布局，规划道路、公园及其他公共设施的位置。
● 农业监测与管理：在农业领域，激光雷达可以用来评估作物健康状况、估算产量、监测土壤侵蚀情况等。通过分析植被高度和密度的变化，农民可以获得有关田间管理和灌溉策略的重要信息，进而提高生产效率和农产品质量。
● 环境保护与灾害响应：激光雷达技术可用于生态系统的长期监测，如湿地保护、河流改道影响评估等。当自然灾害发生时，无人机激光雷达能迅速提供受灾地区的详细图像，支持救援队伍制定有效的应对措施。
● 林业资源评估：借助激光雷达穿透植被的能力，林业工作者可以精确测量树木的高度、直径和冠幅，计算森林蓄积量，监测森林生长趋势，同时也有助于发现非法砍伐活动。
● 基础设施检查：对于桥梁、道路等重要基础设施，定期的无人机激光雷达检查可以及时发现潜在的安全隐患，如裂缝、变形等问题，保障公众安全。此外，还可以用于古建筑保护，记录历史遗迹的状态，以便未来修复使用。
