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圆锥型机载激光雷达扫描系统的设计与实现
摘要：目前LiDAR以单点LiDAR为主，APD阵列和激光器阵列受限于出口，面阵LiDAR数量稀少。单点LiDAR发射激光后无法在地面形成只有一个激光点的扫描模式，所以必须有一套针对单点LiDAR的扫描装置。本文设计的扫描装置通过旋转折射棱镜在地面形成圆形扫描区域，同时形成锥形视场。目前船用LiDAR较多采用该类扫描仪，该类扫描仪的优点是：机械结构简单，运行平稳，飞行过程中可得到重叠的椭圆形扫描轨迹，增加了扫描密度。本文采用超低色散玻璃作为折射棱镜，在一定的激光频率范围内，折射棱镜对不同频率的激光折射效果几乎相同。仿真结果表明，该扫描仪可以作为普通LiDAR扫描仪使用，也可以作为双频LiDAR扫描仪使用。
![arxiv：2403.05136v3 [cs.ro] 2024年11月24日](/simg/g:\will\search\icon\source\7\7ccb9318234ef0c3c1f022884cbb6b766eba2baa.webp)
arxiv：2403.05136v3 [cs.ro] 2024年11月24日
摘要 - 在本文中，我们提出了一个雷达射量结构，该结构直接利用雷达速度测量值来进行死亡计算，同时保持其在Kalman Filter框架内更新估计的能力。具体来说，我们采用了通过与陀螺仪数据结合使用的4D频率调制连续波（FMCW）雷达获得的多普勒速度来计算姿势。这种方法有助于减轻加速度计偏差和double集成而导致的高漂移。取而代之的是，通过重力测量的倾斜角度与雷达扫描匹配的相对距离测量以及过滤器测量更新的相对距离测量。另外，为了进一步提高系统的准确性，我们估计并补偿了雷达速度量表因子。通过五个现实世界中的开源数据集验证了所提出的方法的性能。结果表明，与最新的雷达 - 惯性融合方法相比，就绝对轨迹误差而言，我们的方法平均将位置误差减少62％，旋转误差平均减少66％。
对全球星载激光雷达的极低地球轨道 (VLEO) 进行调查
摘要 极低地球轨道 (VLEO) 已被提议作为一种有益的太空任务模式，因为它们倾向于提高仪器的空间分辨率并降低单位质量的发射成本。然而，对于目视仪器来说，这些好处是以仪器扫描宽度减小为代价的。这种减少导致地球上某些区域的重访时间更长，实现全球覆盖的时间也更长。相反，光检测和测距 (激光雷达) 作为一种主动遥感技术，由于信噪比的提高，可以从较低海拔的较大扫描宽度中受益。对这种关系的研究表明，激光雷达扫描宽度与海拔的平方成反比，因此，提供所需激光雷达覆盖所需的航天器数量也与海拔的平方成反比。对合适推进系统的研究表明，尽管推进剂质量和维持轨道所需的推进器数量随着海拔的降低而增加，但由于所需航天器数量较少，整个系统的质量以及发射成本通常会随着海拔的降低而降低。对于给定的任务、航天器平台和推进系统，可以确定一个 VLEO 高度，从而实现最低的总任务成本。