OxTS发布了以下文章，解释了激光雷达的基础知识，以及如何将其用于基于无人机(UAV)的测绘等应用。OxTS提供一系列gnss辅助惯导系统解决方案，用于实现高精度激光雷达扫描。
在OxTS，我们经常使用激光雷达。什么是激光雷达?激光雷达(光探测和测距)是一种测量激光雷达设备周围物体距离的方法。它的工作方式类似于雷达，因此在命名上的相似性，但使用激光而不是无线电波。激光通常工作在比无线电波小得多的波长(雷达中约为5厘米)，这使激光雷达具有更高分辨率的独特优势。更精细的细节可以被发现。利用激光还可以实现激光技术的巨大进步，为我们提供小巧而实惠的技术。不幸的是,这也意味着有效性的范围和渗透的激光雷达严重缩短的雷达。
激光雷达的基本功能是从设备发射激光脉冲，然后击中物体，反射，并在它们返回时被设备记录。利用精确的定时信息，该设备知道光束从发射到接收之间的飞行时间，并利用时间和不变的光速计算出到物体的距离。如果该设备知道脉冲在水平和垂直平面上的角度，以及到物体的距离，那么它就拥有了在球坐标中构建3D图像所需的一切。这意味着测量的每个点都有其相对于激光雷达坐标框架的3D位置、记录时间和反射光束的强度。
这使得激光雷达可以绘制其直接环境。发出的激光脉冲越多，效果就越好。许多激光雷达设备都有固定的激光束通道，可以在周围区域的“切片”中构建3D图像，每个切片都是激光雷达的锥形表面。你可以从下面的截图中看到这一点，截图来自Velodyne的查看软件。VLP16激光雷达有16个激光通道，当设备静止时，可以通过环境的16个“切片”看到。另一些人则有聪明的方法来改变光束的方向来填补缝隙。其他激光雷达将使用单一通道绘制3D空间。
有许多不同类型的激光雷达，涵盖了一系列的适用性、性能和物理特性。许多商用激光雷达都是机械工作的。利用激光、镜子和机械旋转，激光通道绘制出3D环境。在下面的图表中，取自Hesai XT手册，您可以看到内部的激光是如何被分割为32个激光通道，从设备中发射出去。它们都有固定的仰角。机械旋转然后旋转水平面上的通道以覆盖3D区域。
另一种越来越普遍的激光雷达技术是固态激光雷达。这项技术带来了高精度激光雷达，没有移动部件，成本更低。固态激光雷达没有移动部件，因为它利用打印在硅芯片上的技术，使得生产非常适合缩放，而且设备非常坚固。在不久的将来，这些激光雷达很可能会出现在大量的系统中。在OxTS，我们对固态激光雷达的使用感兴趣，特别是在汽车领域，它被用于为自动驾驶系统提供传感器数据。
我们将激光雷达与导航数据相结合，用于其主要用途之一，移动测绘测量。与激光雷达配对需要非常精确的导航数据，以达到其能力的精度水平。如果激光雷达精确到毫米或厘米级，那么导航数据也需要精确到这个精度级别。这通常使导航设备成为整个系统中错误的瓶颈。获取测量级激光雷达点云数据需要测量级INS，该INS具有强大的IMU和GNSS接收器技术，并在卡尔曼滤波器中紧密结合。导航数据允许将激光雷达的帧组合成可用的后处理点云。
激光雷达数据的精度和密度使其适用于大量的测量应用。飞机可以携带激光雷达进行长基线地理调查，无人机多直升机可以携带激光雷达进行高精度道路或建筑物调查。激光雷达数据还可以与相机数据相结合，为点云提供进一步的维度，如RGB数据，这是为现实世界的地标提供真实的数字孪生模型所需要的。激光雷达的用途是如此多样，其应用是如此深远，它正在迅速成为主要的测量传感器技术。
