盘点2020年12种顶级无人机激光雷达
几年前，无人机上的传感器需要依赖于各种大型设备及机组人员才能成功捕获图像，但随着激光雷达传感器的快速发展，如今安装在无人机上的激光雷达以及激光雷达软件可以非常快速地在云中捕获并处理图像，从而帮助无人机快速做出有效的决策。
本文集合了12种最佳的无人机激光雷达传感器，包括Velodyne,Routescene,Leddartech,Riegel,YellowScan,Leica和Geodetics等制造商的激光雷达传感器。
激光雷达传感器技术
激光雷达是一种遥感技术，使用脉冲激光束扫描环境，并测量从物体反射回探测器的信号的反射时间。
时间飞行（TOF）反射时间的测量距离可以从1米时到几公里之间。为了增加激光雷达系统的范围，会使用到不可见的近红外范围内的非常短的激光脉冲，与连续波激光器相比，它们可以提供更高的激光功率，同时仍符合人眼安全要求。
在扫描过程中，激光雷达系统将收集各个距离点，从中计算出环境的3D图像，并使用偏转镜偏转激光束，使它们能够实现非常宽的视野（FoV）。大多数最新的无人机激光雷达系统可以绕自己的轴旋转并提供360度可见度，并以每秒超过一百万的距离点实现非常高的数据速率。
简单而言，激光雷达的工作原理可分为以下5步：
发射激光脉冲
记录后向散射信号
距离测量（飞行时间x光速）
检索飞机位置和高度
精确回声位置的计算
激光雷达在无人机上的3大用途
在激光雷达传感器中，许多独立的元件都集成到单个设备中，并生成重要的测距数据，以确保安全导航以及精确定位。激光雷达传感器具有广泛的视野范围内的障碍物检测功能，使其成为一种理想的传感器。
激光雷达是避免汽车碰撞以及无人驾驶汽车中的领先技术。比如，目前防撞技术现已通过高度创新的DJI Mavic 2（全方位传感器），DJI Phantom 4 Pro V2（使用2个超声波传感器和4个单眼传感器）和Yuneec Typhoon H Pro（使用了英特尔实感R200 3D摄像机）实现优越的防撞功能。
用途1：用于查看地面和地面影像
最新的激光雷达传感器集成了光学高度计技术，可在地面以上进行精确的距离测量，同时满足无人机制造商的尺寸，重量和成本要求。
农业和林业使用激光雷达检查诸如叶子和农作物的植被。同样，可以删除上面的地面图像（例如林冠层）以查看地面面积。
用途2：用于结构检查
最好的激光雷达传感器具有强大的内置信号处理功能，大视野和多段测量功能，可生成关键距离数据和有效的障碍物检测功能，从而在进行结构检查时实现安全导航。
用途3：夜间激光雷达传感器
激光雷达传感器也被称为激光扫描，即使在夜间也可以在低对比度或阴影环境下工作。
12款顶级无人机激光雷达
下面列举的12款顶级激光雷达传感器是为小型无人机设计和制造的，无人机通过Web链接到每个激光雷达传感器后，可以获取更多信息。
1、LeddarTech Vu8
LeddarTech Vu8是一个紧凑的固态激光雷达，其在八个独立的段提供了高度精确的多目标检测。Vu8能够探测到最大215米范围内的目标并且仅重75克。
Vu8使用固定的激光光源，这大大提高了传感器的坚固性和成本效益。Vu8对噪声和干扰具有很高的容忍度，这意味着它不受其他传感器信号，包括直射阳光的光照条件的影响，并且在包括雨雪在内的各种天气条件下提供可靠的检测。
Vu8传感器特别适合驾驶员辅助，半自动和自动驾驶车辆（如无人机，卡车，用于建筑和采矿的重型设备，穿梭车，公共汽车和其他公共交通工具）中的导航和避免碰撞应用。
新型Vu8传感器也将大大受益于诸如要求更长距离和广阔视野的高级交通管理系统（ATMS）之类的应用程序。
Vu8激光雷达传感器的功能和优势：
检测范围可达215米（700英尺）
紧凑轻巧（75克）
8个独立的部分，具有同步采集和横向识别功能
20°，48°和100°光束宽度选项，可实现最佳视野
快速刷新率高达100 Hz
不受环境光的影响
无活动部件，具有极高的耐用性
易于集成，包括Leddar Enabler SDK
基于模块化的LeddarVu平台，可实现灵活的集成和自定义
最佳性价比
2、LeddarOne
这款Leddar One激光雷达传感器是一个全光束传感器模块，完全专用于单点测量，因此非常适合诸如??液位传感，安全和监视，无人机高度计和存在检测之类的应用。
LeddarOne可以轻松集成到几乎所有系统中。该模块的紧凑尺寸，低功耗和高精度为开发人员和集成商提供了极大的灵活性，以增强他们自己的产品。
LeddarOne激光雷达传感器的功能和优势：
0至40米的检测范围
小巧轻便的0.5盎司（14克）
快速的数据采集时间，高达140 Hz
经过验证的可靠性，即使在恶劣条件下也是如此
无活动部件，具有极高的耐用性
低功耗
3度漫射光束
非常紧凑（直径2英寸）
不受环境光的影响
易于集成，包括Leddar Enabler SDK
最佳性价比
接下来，是来自Velodyne的激光雷达传感器。
Velodyne生产了4种最适合无人机的最佳激光雷达传感器，??其全套传感器能够提供市场上最精确的实时3D数据。Velodyne传感器经过专门开发，可在自动驾驶汽车，工业设备，3D制图和监视中创建完整的360度视野环境视图。
3、HDL-32E激光雷达传感器
Velodyne的HDL-32E激光雷达传感器是小型，轻量，结构坚固，提供最多能穿过40度的垂直场的32级激光器。HDL-32E的尺寸仅为5.7“高x 3.4”直径，重量不到2 kg,旨在满足最具挑战性的现实世界自动导航，3D移动制图和其他激光雷达应用的需求。
HDL-32E激光雷达传感器的功能和优势：
精度±2厘米
2.86磅（1.3千克）带电缆
32个频道
80 – 100米范围
每秒700,000点
360°水平视野
垂直视野+ 10°至-30°
低功耗
坚固的设计
重量不足2千克（4.4磅）
4、Puck VLP-16激光雷达传感器
Velodyne的新型PUCK VLP-16激光雷达传感器是Velodyne的3D激光雷达产品系列中最小，最新，最先进的产品。它比同等价格的传感器更具成本效益，并且在开发时就考虑了批量生产。
它保留了Velodyne在激光雷达方面的突破的关键特征：实时360度水平FOV,3D距离和校准的反射率测量。
Puck VLP-16激光雷达传感器的功能和优势：
16个频道
100米范围
每秒300,000点
360度水平FOV
垂直视场±15°
低功耗
防护设计
重量为1.82磅（830克）
5、Puck Lite激光雷达传感器
Velodyne LiDAR的Puck LITE是VLP-16 PUCK的轻型版本，适用于需要更轻的重量来满足其要求的应用。Puck LITE具有与VLP-16相同的性能，唯一的区别是重量不同，Puck LITE仅为590克（1.3磅），而VLP-16为830克。
在功能上，Puck LITE并未进行任何其他更改，保留了其获得专利的360度环绕视图，可捕获包括距离和校准反射率测量值在内的实时3D激光雷达数据。
6、Puck高分辨率激光雷达传感器
Puck Hi-Res在Velodyne VLP-16上进行了扩展，用于需要在捕获的3D图像中具有更高分辨率的应用程序中。Puck Hi-Res保留了VLP-16 Puck的360°水平视场（FoV）和100米范围。
但是，Puck Hi-Res还提供20°的垂直FoV,以实现更紧密的通道分布，通道之间的间隔为1.33°，而不是2.00°，从而在更长距离的3D图像中提供了更多细节。这将使主机系统不仅可以检测到这些较大距离的物体，而且可以更好地识别它们。
Velodyne Puck高分辨率激光雷达传感器功能与优势：
每秒300,000点
360°水平视野
低功耗
防护设计
接头：RJ45 / M12
重量：1.3磅（590克）（不带电缆和接口盒）
7、Riegl – VUX-1UAV激光雷达传感器
Riegl – VUX-1UAV是一款非常轻便和紧凑的激光雷达激光扫描仪，它通过了UAS / UAV / RPAS的审核。关于UAS的特定限制和飞行特性，Riegel VUX-1UAV满足在任何方向上安装，甚至可以在有限的重量和空间条件下安装的要求。
多年来，Riegel机载激光扫描仪已成功用于功能强大的无人机平台。借助VUX-1UAV机载扫描仪和RiCOPTER,以及先进的系统，Riegl彻底改变了商业和民用市场。利用高端无人机平台的激光扫描让在危险和/或难以到达区域采集数据成为可能，同时为精密农业，林业和采矿等众多应用提供了极好的成本效益比。
Riegl – VUX-1UAV仅需1个电源，因此功耗适中。获得的整个数据集都存储在内部240 GB固态硬盘上和/或通过集成的LAN TCP / IP接口实时提供线扫描数据。
VUX-1UAV激光雷达传感器主要特点及优势：
10毫米测量坡度精度
扫描速度高达每秒200次扫描
每秒高达500,000次测量的测量速率（@ 550 kHz PRR和330°FOV）
最高飞行高度超过1000英尺
视场范围达330度，几乎可以不受限制地采集数据
正则点图案，完美平行的扫描线
尖端的Riegl技术提供（回波信号数字化、在线波形处理、多次处理）
多目标能力：几乎无限数量的目标回波
紧凑（227 x 180 x 125毫米），轻巧（3.5千克），坚固
可轻松安装在专业的UAS / UAV / RPAS上
用于IMU安装的机械和电气接口
GPS数据串和同步脉冲（1 PPS）的电气接口
LAN-TCP / IP接口
扫描内部240 GB固态硬盘上的数据存储
下面，带来YellowScan的三款激光雷达。YellowScan设计和开发超紧凑，轻巧的激光雷达3D激光测绘和空中遥感解决方案，以在工业和科学应用中部署无人机。它拥有自己的名为"LiveStation"的软件，该软件可以实时监控YellowScan LiDAR传感器收集数据的有效性和质量，以确保实时监测。
YellowScan无人机激光雷达传感器的优势：
扫描植被和农作物：YellowScan的技术是为数不多的能够实时近距离接近植被离的技术之一，适用于根据需要频繁扫描快速生长的植被和农作物。
便携快速：快速，轻便，易于移动，整个系统（UAV + Lidar）可以放在汽车后备箱或飞机行李箱中，随时进行快速查找或扫描。
安全性：YellowScan无人机制图可以快速而完整地进行采集，同时消除了有人驾驶的机载或地面物流。
8、YellowScan Vx远程激光雷达传感器
对于需要短时间数据处理的高速无人机项目，Vx是出色的解决方案。非常适合在林业、土木工程、走廊贴图、农业和矿业等领域中使用。
YellowScan Vx的功能与优点：
高范围，在不平坦的景观和植被上提供更高的安全性
调查等级的精度和准确性
坚固可靠
一站式方案且操作简单
完全自主，可以快速安装在任何无人机上
精度：1厘米
精度：2.5 – 5厘米（取决于IMU）
激光扫描仪频率：100 kHz
重量：包括2.5 – 3千克电池（5.5 – 6.6磅），具体取决于IMU
消耗功率：25瓦
自治：1.5小时
尺寸（毫米）：L330 x W120 x H150
9、YellowScan Mapper无人机激光雷达传感器
YellowScan Mapper是用于无人驾驶飞机和其他超轻型飞机，提供一站式方案的激光雷达。它体积小，重量轻，可以安装在大多数无人机上。
YellowScan Mapper激光雷达传感器的功能与优势：
坚固可靠
一站式方案且操作简单
具有可互操作软件的开放式体系结构：适合从研究到工业制图的许多应用
完全自主，可快速安装在任何无人机上
精度：10厘米
绝对精度：15厘米
激光扫描仪频率：40 kHz
重量：包括2.1公斤电池
消耗功率：10瓦
自治：典型2小时
尺寸（毫米）：L172 x W206 x H147
YellowScan Mapper激光雷达系统包括：
高端姿态和航向参考系统（AHRS），可精确测量姿态
双频GNSS接收器，能够在RTK或PPK定位模式下运行
多回波激光扫描仪
车载计算机，用于连续数据采集和处理
电池（最多2个小时的自治时间）
全球技术和运营支持
10、YellowScan Surveyor无人机激光雷达传感器
YellowScan Surveyor是土木工程与矿业中最轻和最精确的激光雷达传感器解决方案之一，不仅具有最高的准确性和密度，还能够生成实时的地理参考点云数据。YellowScan Surveyor是为最苛刻的地形设计的完全集成的系统，可以快速轻松地适应任何无人机。
但YellowScan Surveyor并不能替代YellowScan Mapper,而是通过一种解决方案对YellowScan Mapper进行了补充，该解决方案非常适合精确的地形和土木工程和采矿应用的苛刻要求。
YellowScan Surveyor激光雷达的功能与优势：
坚固可靠
一站式方案，快速简便的操作
完全自主，可以快速安装在任何无人机上
在苛刻的勘测应用中可达到最高密度水平数据的子刻度分度精度
精度：4厘米
绝对精度：5厘米
激光扫描仪频率：300 kHz
重量：包括1.6公斤（3.5磅）电池
消耗功率：15瓦
自治：典型2小时
尺寸（毫米）：100 x 150 x 140
11、Leica Geosystems激光雷达传感器
Leica Geosystems一直以来，以成像和激光雷达传感器而闻名世界。由于其一流的脉冲和扫描速率性能，其激光雷达系统可提供高精度。
Leica Geosystems提供安装在无人机上的多光谱和成像传感器，但其机载激光雷达传感器又大又重，重量为183.3磅（84千克），这对于小型无人机来说太重了，并不适用。因此多用于载人飞机的大型、重型无人机上。
希望Leica在不久的将来能设计小型无人机激光雷达传感器。一方面，Leica技术实力强大，另一方面，小型无人机激光雷达市场正在迅速增长。
12、Geo-MMS SAASM无人机激光雷达传感器
Geo-MMS SAASM无人机激光雷达传感器是一个集成激光雷达，除激光雷达外，其包括一个惯性导航系统，该系统利用SAASM GPS传感器（具有通往M代码的路径）与激光雷达传感器耦合。通过集成GPS,IMU和激光雷达传感器的原始数据，再使用Geodetics的激光雷达工具软件包进行后处理，以直接对激光雷达点云进行地理参考。
Geodetics由一组科学家于1999年成立，旨在为民用市场提供精确的定位技术。
从那时起，Geodetics已成长为面向各种民用和国防应用的定位，导航和计时系统的产品和集成解决方案提供商。
他们的产品和系统已部署在关键任务应用中，包括空中加油，空中战斗训练，情报，监视与侦察，无人机，浮空器和士兵追踪。
Geo-MMS SAASM的功能与优势：
灵活安装各种平台，包括无人机，无人机，地面车辆和机器人
最小化传感器尺寸和重量，以满足有效载荷限制（最小有效载荷5磅）
可与许多IMU一起使用，以支持广泛的应用需求
厘米级位置精度（双频RTK配置）
机载数据记录所有传感器和导航解决方案数据
用户界面可完全控制个人和集体GPS,IMU,激光设置
具有RTD-Post和CYO的GPS / IMU / LiDAR的全面后处理支持
LAS文件输出
原文作者为Fintan Corrigan,本文经枭枭编译整理发布，略有增删改。
原文地址：https://www.dronezon.com/learn-about-drones-quadcopters/best-lidar-sensors-for-drones-great-uses-for-lidar-sensors/
