無(wú)人機(jī)的 “三維數(shù)據(jù)鑄造師”

更新時(shí)間：2025-03-04 點(diǎn)擊次數(shù)：904

無(wú)人機(jī)的 “三維數(shù)據(jù)鑄造師

激光雷達(dá)（LiDAR，Light Detection and Ranging）作為一項(xiàng)前沿的遙感技術(shù)，其工作原理是發(fā)射高頻的激光脈沖，通過(guò)精準(zhǔn)測(cè)量這些激光脈沖從物體表面反射回的時(shí)間，進(jìn)而確定目標(biāo)物體與激光雷達(dá)之間的距離。鑒于光速是恒定且已知的物理常量，基于飛行時(shí)間（Time of Flight，ToF）的原理，只需計(jì)算激光從發(fā)射到返回的往返時(shí)間，就能精確得出目標(biāo)與激光雷達(dá)之間的距離數(shù)值。每當(dāng)激光雷達(dá)發(fā)射出一個(gè)脈沖，系統(tǒng)便會(huì)記錄下該脈沖返回的時(shí)間，并將這一時(shí)間信息轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的距離值。

在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)無(wú)人機(jī)處于飛行狀態(tài)不斷移動(dòng)，或者激光雷達(dá)自身進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，它能夠?qū)χ車(chē)h(huán)境進(jìn)行持續(xù)掃描，從而獲取海量的距離數(shù)據(jù)點(diǎn)。這些數(shù)據(jù)點(diǎn)所蘊(yùn)含的信息極為豐富，不僅有距離相關(guān)的信息，還包括反射強(qiáng)度等額外屬性。眾多的數(shù)據(jù)點(diǎn)匯聚在一起，就形成了 “點(diǎn)云"。在三維空間坐標(biāo)系中，每個(gè)點(diǎn)都擁有的（X, Y, Z）坐標(biāo)，所有這些點(diǎn)集合起來(lái)，便可以構(gòu)建出被測(cè)量區(qū)域的三維模型，也就是三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。憑借這一特性，激光雷達(dá)能夠生成高分辨率、高精度的地圖和模型，無(wú)論是多么復(fù)雜的地形地貌，還是結(jié)構(gòu)繁復(fù)的建筑，都能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)測(cè)繪。

無(wú)人機(jī)的 “三維數(shù)據(jù)鑄造師

激光雷達(dá)的“視力"參數(shù)

最大測(cè)量距離：這一指標(biāo)類(lèi)似于人在視野清晰的情況下，能夠看到物體的最遠(yuǎn)距離。對(duì)于激光雷達(dá)而言，最大測(cè)量距離反映的是該設(shè)備所能探測(cè)到的最遠(yuǎn)目標(biāo)，它讓我們清楚地了解到激光雷達(dá)的有效探測(cè)范圍究竟有多大。
測(cè)量精度：就像使用尺子進(jìn)行測(cè)量時(shí)，尺子的刻度越精細(xì)，測(cè)量出來(lái)的長(zhǎng)度數(shù)值就越精準(zhǔn)。激光雷達(dá)的測(cè)量精度體現(xiàn)的是它所測(cè)得的距離值與實(shí)際距離之間的接近程度，精度越高，測(cè)量結(jié)果就越貼近真實(shí)情況。
掃描頻率（幀率）：可以把它想象成我們眨眼的速度，激光雷達(dá)的掃描頻率就是指它每秒鐘能夠完成多少次完整的環(huán)境掃描。掃描頻率越快，激光雷達(dá)獲取的數(shù)據(jù)更新速度也就越快，特別是在那些環(huán)境變化迅速的場(chǎng)景中，高掃描頻率能夠確保及時(shí)獲取到最新的數(shù)據(jù)信息。
角分辨率：這一指標(biāo)如同人視力的好壞程度，代表著激光雷達(dá)分辨兩個(gè)距離非常接近的物體的能力。角分辨率越高，激光雷達(dá)就越能夠捕捉到目標(biāo)物體的細(xì)微特征和更多的精細(xì)細(xì)節(jié)。
視場(chǎng)角：就如同人眼在水平方向和垂直方向上所能看到的視野范圍，激光雷達(dá)的視場(chǎng)角定義了它在一次掃描過(guò)程中能夠覆蓋的空間范圍大小，也就是它的 “視野寬度"。

無(wú)人機(jī)的 “三維數(shù)據(jù)鑄造師

激光雷達(dá)的“工作能力"參數(shù)

線束數(shù)量：要是把激光雷達(dá)的探測(cè)功能類(lèi)比成人的視線，那激光雷達(dá)的線束就如同人的視線數(shù)量。擁有更多的線束，就好像同時(shí)擁有了多條視線，能夠讓激光雷達(dá)在一次掃描中獲取到更多不同高度層面的信息，進(jìn)而更全面地感知周?chē)h(huán)境。
出點(diǎn)數(shù)（點(diǎn)頻）：這一指標(biāo)描述的是激光雷達(dá)每秒鐘能夠發(fā)射出去并且成功接收到的有效探測(cè)點(diǎn)的數(shù)量。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，每秒鐘發(fā)射出的點(diǎn)越多，激光雷達(dá)對(duì)于周?chē)h(huán)境的探測(cè)就越細(xì)致入微，能夠提供的環(huán)境信息也就更加豐富、詳細(xì)。
環(huán)境光抗干擾能力：在日常生活中，強(qiáng)光會(huì)對(duì)人的視線造成干擾，這時(shí)人們可能會(huì)戴上太陽(yáng)鏡來(lái)減少陽(yáng)光的影響。激光雷達(dá)也具備類(lèi)似的 “防護(hù)手段"，它所擁有的環(huán)境光抗干擾能力，能夠讓它在明亮的環(huán)境條件下，依然不受強(qiáng)光干擾，穩(wěn)定且正常地運(yùn)行并完成探測(cè)任務(wù)。
深色物體檢出率：我們知道，一些深色的物體，比如黑色的衣服，在某些情況下可能不太容易被注意到。

激光雷達(dá)的 “健康狀況" 參數(shù)

安全等級(jí)與安全使用：激光雷達(dá)的安全使用是重中之重。它必須嚴(yán)格契合國(guó)際通行且被廣泛認(rèn)可的安全標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。這些標(biāo)準(zhǔn)就如同堅(jiān)固可靠的安全屏障，能夠保障激光雷達(dá)在運(yùn)行期間，不會(huì)給使用者的身體帶來(lái)任何哪怕是潛在的健康危害與風(fēng)險(xiǎn)，讓使用者能夠毫無(wú)顧慮、安心地操作和運(yùn)用激光雷達(dá)。
IP 防護(hù)等級(jí)與防水防塵能力：對(duì)于激光雷達(dá)而言，IP 防護(hù)等級(jí)是衡量其防水防塵性能的核心指標(biāo)。它就好比為激光雷達(dá)量身定制的一層堅(jiān)實(shí)的 “防護(hù)外衣"，可以有效地阻擋灰塵的侵入，抵御水的滲透。尤其是對(duì)于那些需要在戶外環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間使用的激光雷達(dá)產(chǎn)品，較高的 IP 防護(hù)等級(jí)是確保其穩(wěn)定可靠運(yùn)行、延長(zhǎng)使用壽命的關(guān)鍵所在。
溫度適應(yīng)性與可適應(yīng)溫度范圍：溫度適應(yīng)性反映的是激光雷達(dá)對(duì)不同環(huán)境溫度的適應(yīng)和耐受程度。它清晰地界定了激光雷達(dá)能夠在多低的低溫環(huán)境以及多高的高溫環(huán)境中，依然維持正常的工作狀態(tài)。這一特性在諸如寒冷的極地地區(qū)、酷熱的沙漠地帶等氣候條件下的應(yīng)用場(chǎng)景中，有著舉足輕重的作用。只有具備良好溫度適應(yīng)性的激光雷達(dá)，才能在這些惡劣環(huán)境中精準(zhǔn)、可靠地完成探測(cè)任務(wù)。

激光雷達(dá)的 “合作能力" 參數(shù)

與其它系統(tǒng)玩得好不好（輸出參數(shù)）：這里的輸出參數(shù)指的是激光雷達(dá)的數(shù)據(jù)格式和接口類(lèi)型。這些要素直接影響著激光雷達(dá)與其他系統(tǒng)之間的兼容性，以及數(shù)據(jù)處理的效率。數(shù)據(jù)格式和接口類(lèi)型越適配，激光雷達(dá)就越能與其他系統(tǒng) “友好合作"，實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)交互與處理。
吃多少電（功率和供電電壓）：功率和供電電壓決定了激光雷達(dá)運(yùn)行時(shí)的電力消耗情況，以及它所適配的供電類(lèi)型。在設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)時(shí)，這是必須要重點(diǎn)考慮的因素，因?yàn)楹线m的功率和供電電壓配置，能夠確保激光雷達(dá)穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)也有助于合理規(guī)劃系統(tǒng)的能源供應(yīng)。

無(wú)人機(jī)激光雷達(dá)的實(shí)際應(yīng)用案例

地形測(cè)繪與城市規(guī)劃：無(wú)人機(jī)搭載激光雷達(dá)，能夠以高效的方式對(duì)大面積區(qū)域進(jìn)行地形測(cè)繪，進(jìn)而生成精準(zhǔn)的數(shù)字高程模型（DEM）。這些精確的模型為城市規(guī)劃提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。借助這些數(shù)據(jù)，決策者可以更深入地了解城市的地形地貌特征，從而更科學(xué)地優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)施的布局，合理規(guī)劃道路、公園以及其他公共設(shè)施的建設(shè)位置。
農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)與管理：在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，激光雷達(dá)發(fā)揮著重要作用。它可以對(duì)作物的健康狀況進(jìn)行評(píng)估，估算作物產(chǎn)量，還能監(jiān)測(cè)土壤侵蝕情況等。通過(guò)深入分析植被的高度和密度變化，農(nóng)民能夠獲取關(guān)于田間管理和灌溉策略的關(guān)鍵信息，以此為依據(jù)調(diào)整種植和管理方式，從而有效提高生產(chǎn)效率，提升農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量。
環(huán)境保護(hù)與災(zāi)害響應(yīng)：激光雷達(dá)技術(shù)在生態(tài)系統(tǒng)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，例如在濕地保護(hù)、河流改道影響評(píng)估等方面都能大顯身手。當(dāng)自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，無(wú)人機(jī)激光雷達(dá)能夠迅速獲取受災(zāi)地區(qū)的詳細(xì)圖像信息，為救援隊(duì)伍制定科學(xué)有效的應(yīng)對(duì)措施提供有力支持，助力救援工作的高效開(kāi)展。
林業(yè)資源評(píng)估：憑借激光雷達(dá)能夠穿透植被的特殊能力，林業(yè)工作者可以精確測(cè)量樹(shù)木的高度、直徑以及冠幅等參數(shù)，準(zhǔn)確計(jì)算森林蓄積量，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)森林的生長(zhǎng)趨勢(shì)。同時(shí)，這一技術(shù)還有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)非法砍伐活動(dòng)，為林業(yè)資源的保護(hù)和管理提供重要的技術(shù)保障。

無(wú)人機(jī)的 “三維數(shù)據(jù)鑄造師

● 基礎(chǔ)設(shè)施檢查：對(duì)于橋梁、道路等重要基礎(chǔ)設(shè)施，定期的無(wú)人機(jī)激光雷達(dá)檢查可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，如裂縫、變形等問(wèn)題，保障公眾安全。此外，還可以用于古建筑保護(hù)，記錄歷史遺跡的狀態(tài)，以便未來(lái)修復(fù)使用。

無(wú)人機(jī)的 “三維數(shù)據(jù)鑄造師

以象科技由西安光機(jī)所光學(xué)博士團(tuán)隊(duì)，行業(yè)資深專(zhuān)家，光譜軟件算法團(tuán)隊(duì)，光學(xué)應(yīng)用博士等相關(guān)人員共同發(fā)起成立的科技型公司，目前投產(chǎn)市場(chǎng)可見(jiàn)光、近紅外、短波中紅外高光譜相機(jī)，實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，突破進(jìn)口技術(shù)壁壘，打破進(jìn)口短波紅外高光譜相機(jī)的技術(shù)限制。
以象科技是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售于一體的科技型公司。目前經(jīng)營(yíng)產(chǎn)品有激光共聚焦，激光散斑血流成像儀，光譜儀，高光譜相機(jī)等光學(xué)產(chǎn)品。研發(fā)中心設(shè)立于西安，銷(xiāo)售網(wǎng)絡(luò)、完善售后服務(wù)機(jī)構(gòu)設(shè)立覆蓋全國(guó)。
以象科技作為一家由西安光機(jī)所光學(xué)博士團(tuán)隊(duì)、行業(yè)資深專(zhuān)家、光譜軟件算法團(tuán)隊(duì)以及光學(xué)應(yīng)用博士等多元專(zhuān)業(yè)力量共同發(fā)起創(chuàng)立的科技型企業(yè)，在光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域展現(xiàn)出了非凡的潛力與強(qiáng)勁的實(shí)力，正逐步成為行業(yè)內(nèi)的一顆璀璨新星。
其團(tuán)隊(duì)成員憑借深厚的學(xué)術(shù)造詣與豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建起了一座堅(jiān)實(shí)的技術(shù)堡壘。西安光機(jī)所光學(xué)博士團(tuán)隊(duì)深入鉆研光學(xué)核心原理，在光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、優(yōu)化以及創(chuàng)新方面持續(xù)發(fā)力，致力于打造出具有性能與高精度的光學(xué)基礎(chǔ)架構(gòu)。行業(yè)資深專(zhuān)家則猶如敏銳的市場(chǎng)領(lǐng)航員，他們憑借對(duì)行業(yè)發(fā)展脈絡(luò)的精準(zhǔn)把握以及對(duì)市場(chǎng)需求變化的前瞻性洞察，為公司的產(chǎn)品戰(zhàn)略布局指明方向，確保每一款產(chǎn)品都能精準(zhǔn)對(duì)接市場(chǎng)痛點(diǎn)，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出。光學(xué)應(yīng)用博士則專(zhuān)注于探索光學(xué)技術(shù)在各個(gè)實(shí)際領(lǐng)域的落地應(yīng)用，他們深入挖掘產(chǎn)品在不同場(chǎng)景下的潛在用途，從生物醫(yī)學(xué)到工業(yè)制造，從環(huán)境監(jiān)測(cè)到農(nóng)業(yè)科技，不斷拓展產(chǎn)品的應(yīng)用邊界，讓光學(xué)技術(shù)真正造福于人類(lèi)社會(huì)的各個(gè)角落。
在產(chǎn)品層面，以象科技目前已成功投產(chǎn)并推向市場(chǎng)的可見(jiàn)光、近紅外、短波中紅外高光譜相機(jī)，無(wú)疑是其技術(shù)實(shí)力的集中體現(xiàn)。這不僅為國(guó)內(nèi)相關(guān)行業(yè)提供了更為可靠、性?xún)r(jià)比更高的光學(xué)設(shè)備選擇，還在一定程度上推動(dòng)了我國(guó)光學(xué)技術(shù)自主創(chuàng)新的進(jìn)程，提升了我國(guó)在全球光學(xué)產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈中的地位。
此外，公司經(jīng)營(yíng)的激光共聚焦、激光散斑血流成像儀、光譜儀等光學(xué)產(chǎn)品，也均在各自的領(lǐng)域內(nèi)展現(xiàn)出了的優(yōu)勢(shì)與性能。激光共聚焦以其超高的分辨率和清晰的成像效果，在生物醫(yī)學(xué)微觀成像領(lǐng)域成為科研人員探索生命奧秘的得力助手；激光散斑血流成像儀能夠精準(zhǔn)地監(jiān)測(cè)微循環(huán)血流變化，為醫(yī)學(xué)臨床診斷和疾病研究提供了重要的參考依據(jù)；光譜儀則憑借其對(duì)物質(zhì)光譜特性的精確分析能力，在材料成分分析、環(huán)境污染物監(jiān)測(cè)以及食品安全檢測(cè)等領(lǐng)域發(fā)揮著作用。
以象科技秉持著集研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售于一體的全產(chǎn)業(yè)鏈運(yùn)營(yíng)模式，展現(xiàn)出了強(qiáng)大的綜合實(shí)力與協(xié)同效應(yīng)。其研發(fā)中心坐落于西安這充滿科技活力與創(chuàng)新氛圍的城市，依托當(dāng)?shù)刎S富的科研資源與人才優(yōu)勢(shì)，持續(xù)不斷地投入大量資源進(jìn)行技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新，為公司的產(chǎn)品迭代升級(jí)和技術(shù)突破提供了源源不斷的動(dòng)力源泉。
與此同時(shí)，公司精心構(gòu)建的銷(xiāo)售網(wǎng)絡(luò)如同一張緊密交織的大網(wǎng)，全面覆蓋全國(guó)各個(gè)地區(qū)，確保了產(chǎn)品能夠快速、高效地觸達(dá)每一位客戶手中。而完善的售后服務(wù)機(jī)構(gòu)則像是一位貼心的守護(hù)者，隨時(shí)為客戶提供多層次的技術(shù)支持與售后服務(wù)保障，讓客戶在使用產(chǎn)品的過(guò)程中無(wú)后顧之憂，進(jìn)一步增強(qiáng)了客戶對(duì)公司品牌的信任度與忠誠(chéng)度。
以象科技憑借其團(tuán)隊(duì)、創(chuàng)新的產(chǎn)品以及完善的運(yùn)營(yíng)模式，在光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域正穩(wěn)步前行，未來(lái)有望在國(guó)內(nèi)乃至全球市場(chǎng)上取得更為輝煌的成就，為推動(dòng)光學(xué)科技的進(jìn)步與應(yīng)用普及做出更多的貢獻(xiàn)。