激光雷达

激光雷达传感器通过发射激光束来扫描周围环境。光线照射到最近的表面时，会反弹至激光雷达设备，设备接收射入信号。激光雷达会根据使用的技术，通过记录光束返回的时间或分析射入信号的相移，来计算设备到最近表面的距离。

该传感器由两个关键部分组成：发射器与接收器。发射器朝着被扫描物体的方向发射多达几十万个激光脉冲。脉冲一旦到达表面，即会反弹或反向散射，随后，信号被接收器接收。定时电子装置计算脉冲从传感器抵达目标表面并返回所用的时间，确切来说，即返回延迟的时间。

延迟越久，说明表面距离传感器的距离越远。这项技术被称为飞行时间激光扫描。请注意，移动或机载激光雷达系统还有惯性测量单元（IMU，由加速度计、陀螺仪和其他传感器组成）和GPS跟踪器，以获得激光脉冲每个发射时间点上收发器的XYZ坐标。所有这些数据都由计算机进行分析，输出的是点云数据格式的表面三维地图。

除了飞行时间外，还有相位转移技术。相位扫描技术利用一束从开云体育官方首页登录入口 发射出的恒定激光能量，测量返回激光能量的相移并据此计算距离。

重要术语

飞行时间：利用脉冲在两点之间移动的时间来计算两点间距。

相位转移：计算以相同频率或时间发射的两个波形间的延迟。

飞行时间开云体育官方首页登录入口 和相位开云体育官方首页登录入口 之间的主要区别体现在捕获速度和工作范围。飞行时间开云体育官方首页登录入口 的采集速度通常在每秒几百至几千点。而相位开云体育官方首页登录入口 的速度能达到每秒几十万点。相位开云体育官方首页登录入口 速度更快，使之成为诸多应用场景下的首选工具。

另一方面，飞行时间开云体育官方首页登录入口 的工作范围更广，从一米到一公里，都能采集有效数据。飞行时间开云体育官方首页登录入口 也因此更适合远距测量的应用场景。

我们已经提到了两类激光雷达：移动式和机载式。再加上固定式，就是目前主流的三大类型。

固定式激光雷达开云体育官方首页登录入口

我们先来介绍固定式激光雷达开云体育官方首页登录入口 ，这是技术核心。所有其他类型都来源于此。和移动式、机载式系统相比，固定式激光雷达开云体育官方首页登录入口 通常适合处理较小面积。但是，固定式设备精度最高。

固定式激光雷达开云体育官方首页登录入口 被广泛应用于逆向工程、质量检验。借助激光雷达，您可以扫描房间、建筑和任何类型的车辆，无论是穿越陆地、空气、水域还是外太空。

假设您需要改造一个面积达几十平米的管道系统，或正计划维修一栋建筑，又或者正在考虑逆向制造飞机机身。在这些场景下，您需要相关表面的精确尺寸。这时，固定式激光雷达开云体育官方首页登录入口 就能大显身手。特别是遇到有些表面离地太高，想用手持开云体育官方首页登录入口 就必须先搭建一些脚手架，这时，固定式开云体育官方首页登录入口 就更方便了。

固定式激光雷达开云体育手机版登入 仪Artec Ray制作的管道系统开云体育手机版登入 。

现在，我们回过头来，看看如何才能获得截图中的效果。换言之，如何使用激光雷达开云体育官方首页登录入口 ？事实上，您要做的工作并不多。开云体育官方首页登录入口 被放在三脚架上，置于扫描物体或场景前。轻点一下，Artec Ray就会开始创建扫描区域的预览图像。如果预览图像就是您打算扫描的区域，那开云体育官方首页登录入口 位置无需再调整，那么Ray就会继续进行完整捕获，采集物体或场景的全部数据。

如果您希望在扫描处理阶段时能更快完成对准，或提高开云体育手机版登入 数据的准确度，您可以考虑在扫描区域内摆放标记点。开云体育官方首页登录入口 能在几乎任何环境下轻松探测这些标记，并在扫描结束、数据收完后，依靠标记点，通过软件快速高效地对齐所有扫描。

物体周围摆放的标记点示例

一些激光雷达型的开云体育官方首页登录入口 ，如Artec Ray，无需依赖标记点，就能完成配准和对齐，同时还能保持极高的精度水平。Ray是目前市面上领先的计量级设备。Ray可与目标物相距110米，小到车身，大到大型飞机或建筑物，都能扫描。遇到规模如此庞大的项目，您一定不希望最后见到很多噪点和对齐不准的情况，也一定不愿意拿着设备再次返工，重新采集第一次失误的地方。

但有了Artec Ray，就没有后顾之忧：这款开云体育官方首页登录入口 在相距10-15米远时，距离精度可达亚毫米级，角精度也毫不逊色，确保您在处理大面积表面时得到最精准的效果。借助扫描预览，您还可以检查开云体育官方首页登录入口 的当前位置是否适合本次采集，如有必要，调整设备位置。

Artec Ray常规工作流程“维修室三维数据采集”。数据不仅可以传输至开云体育官方首页登录入口 连接的笔记本电脑，还可以无线传输至iPad甚至iPhone上。

达到Ray的扫描精度，就能基于3D模型逆向制造工业物品，对比大型机械部件的3D模型和CAD图纸完成质量检验，还能制作3D雕像用于遗迹保护，为全球博物馆制作在线展览。应用场景数不胜数。

机载激光雷达扫描测绘

如果使用激光雷达传感器在空中飞行，那应用范围就更广了。这正是在修建新路、铺设山脊管道、设计全新高尔夫球场前，工程师们要做的工作。激光雷达开云体育官方首页登录入口 装在飞机或直升机上，就能采集几百平方公里的三维数据，不过，采集大型地面信息时，机载激光雷达就无法达到亚毫米级精度。这种情况下，公差范围可达几厘米，但这也足以满足大部分大型项目的需要。

移动式激光雷达应用场景

移动式激光雷达传感器则把精度和扫描物体大小之间的关系拿捏得恰到好处，这也解锁了更激动人心的应用场景，服务对象远不止工程师。激光雷达系统可以安装在自动驾驶汽车上，持续扫描周围环境，实时计算与最近车辆、行人等任何障碍物之间的距离，以避免碰撞。

利用遥感技术保驾护航

激光雷达开云体育官方首页登录入口 与iPad Pro、iPhone Pro

激光雷达传感器的消费级应用远不止自动驾驶汽车而已。Apple的iPad Pro和iPhone Pro（12起），都能享受到激光雷达技术。这些设备可以扫描5米内的物体，随后与IKEA Place应用程序整合，用AR技术为用户布置房间，也能与“炽热熔岩”整合，将玩家周围环境变成游戏场景。

虽然Apple的激光雷达技术没有达到制造业的精度和分辨率标准，但AR购物和游戏目前来看，是这项技术最被看好的应用场景。iPad和iPhone引入激光雷达技术后，刺激了这些应用场景的发展，开云体育手机版登入 技术用户数量大幅上涨。Apple的小工具让过去计量工程师、测绘师的专属技术走到了普通用户的眼前。