1、 各品牌机载激光雷达参数对比

名称

重量

测程

回波次数

频率

视场角

典型航高

精度

功率

激光发散度

波长
在 1/e2 点测量,0.35 mrad 表示激光光束直径每 100m 距离上增加 35mm

RIEGL

Riegl

Riegl-240

5

2150&80%

1600&80%

1200&80%

15

MAX1800KHZ

典型600KHZ

75°

(带宽1.53,最大距离1.25)

900-1000m

600KHZ-300KHZ

200HZ

航向0.035°

俯仰和横滚&实时0.015°

60w

0.35mrad

1550nm

Riegl-120

3

1430&80%

1050&80%

760&80%

15

MAX1800KHZ

典型600KHZ

100°

航向视场角10°,0°,-10°

(带宽2.4,最大距离1.56)

380-530m

600KHZ-300KHZ

200HZ

航向0.035°

俯仰和横滚&实时0.015°

45w

0.4mrad

华测

华测AA15

2.5(裸重)

1800 ρ≥80%

16

2000KHZ

75°

500-700m

Roll/Pitch:0.005°

Heading:0.01°

水平:0.01m

 高程:0.02m

51W

华测AA61.352100162000KHZ90°

100-600m

Roll/Pitch:0.006°

Heading: 0.015°

40W
华测AA101.5510008800KHZ75°150

Roll/Pitch:0.006°

Heading: 0.019°

40W
华测AA91.457006600KHZ75°180

Roll/Pitch:0.006°

Heading: 0.019°

40W

中海达

中海达PM-1500

4.4

1000&20%

1650&60%

7

MAX2000KHZ

75°

水平0.01m,高程0.02m

航向0.009°,姿态0.005°(后处理)

纵横

纵横JoLiDAR-1000

1.9

1000&80%

8

MAX1000KHZ

100°

600HZ

航向0.017°,姿态0.005°(后处理)

55w

0.5mrad

纵横JoLiDAR-1202.91430&80%无限次

150~2400 KHz

100°

600HZ

航向0.010°,姿态0.005°(后处理)

55w0.4mrad

珞珈伊云

珞珈伊云

FT1500

2.9

1500&80%

7

2000KHZ

75°

姿态0.003°,航向0.01°

定位精度1cm+1ppm

60w

0.5mrad

MT1500

3

1500&80%

7

2000KHZ

110°

航向视场角10°,0°,-10°

姿态0.003°,航向0.01°

定位精度1cm+1ppm

 60w

0.5mrad

际上导航

际上导航

GS-2000N

3.3

2000MAX

无限次2000KHZ75°400m

200-1000HZ

姿态0.003°,航向0.01°

定位精度

水平0.02m,高程0.03m

70W

南方

南方SA1302.21800无限次2000KHZ100°

5cm@300m(平面/高程)

600米航高内满1:1000测图

800米航高内满1:2000测图

≤600Hz

横滚/俯仰:优于0.006°;航向:优于0.019°

水平:0.01m;高程:0.02m

0.5mrad

大疆

DJ-L2

0.9

250&10%

450&50%

5

240KHZ

70°

150m

200HZ

航向&实时0.2°,后处理0.05°

俯仰和横滚&实时0.05°,后处理0.025°

28w

水平0.2mrad

垂直0.6mrad

大疆-L31.6700 米@10% 反射率,350 kHz
950 米@10% 反射率,100 kHz
2000 米@80% 反射率,100 kHz

4、8、16 回波(100 kHz,350 kHz)
4、8 回波(1000 kHz)
4 回波(2000 kHz)

100 kHz,推荐飞行高度 < 500 米
350 kHz,推荐飞行高度 < 300 米
1000 kHz,推荐飞行高度 < 100 米
2000 kHz,推荐飞行高度 < 50 米

一字形重复扫描:横向 80°,纵向 3°
米字形重复扫描:横向 80°,纵向 80°
非重复扫描:横向 80°,纵向 80°

120 米航高:高程 3 厘米,平面 4 厘米(RMSE)
300 米航高:高程 5 厘米,平面 7.5 厘米(RMSE)

偏航角:0.02°(后处理,1σ)
俯仰角/横滚角:0.01°(后处理,1σ)

64W(典型值)-100W(最大值)0.25 mrad 

1535nm

2、国产 “无限次回波” vs RIEGL 15 次离散回波深度解析

1. 两种完全不同技术路线

RIEGL 15 次离散回波(硬件通道)

  1. 硬件内置 15 路独立峰值识别模拟电路,激光返回信号直接硬件分层识别;
  1. 单次脉冲硬件最多稳定输出 15 个独立有效坐标点,飞行实时输出,无需后端电脑解算;
  1. 微弱深层植被反射信号独立放大,密林深层地面点捕捉能力强;
  1. RIEGL 高端机型同时搭载全波形存储功能,厂商仅标注保守硬件峰值 15 次,不炒作 “无限” 概念。

国产标注 “无限次回波”(全波形数字化采样)

  1. 不做硬件峰值分离,完整记录全部激光反射波形,理论采样点无数量上限,营销简化为 “无限次”;
  1. 机载搭载 FPGA 芯片,可实时轻量化分解波形输出点云,不是只能内业处理;
  1. 硬性算力限制:飞行实时模式仅稳定输出 7~10 个有效目标点,不存在真正无限;只有落地后电脑精细解算原始波形,才能提取更多细碎反射。

2. 是否属于虚假宣传?

  1. 不算完全造假:波形采样理论无数量上限,具备技术依据;
  1. 属于误导性营销:混淆「波形采样噪声点」和「测绘可用有效坐标点」,刻意对标 RIEGL 硬件 15 次有效点,制造国产性能更强的错觉。

3. 实地作业差距

  1. 城市、稀疏林地、600kHz 以内低频作业:国产实时解析点云稳定,肉眼无明显缺陷;
  1. 深山密林、1200kHz 以上高点频:国产实时算法会主动过滤微弱底层回波,地面点丢失 15%~30%;RIEGL 硬件通道无隐性丢点,多层植被穿透更稳定;
  1. 噪声差异:国产实时点云植被伪噪点更多,内业滤波工作量更大。

4. 选型建议

  1. 林业 DEM、高密度灌木山区项目:优先硬件多离散回波机型(RIEGL);
  1. 城市、平原常规 1:1000/1:2000 航测:国产全波形设备性价比充足。

3、机载激光雷达测程全部影响因素

一、设备发射端固定参数(核心权重)

  1. 脉冲峰值功率(第一影响因素)
    回波信号强度与发射功率成正比,同波长、同光学结构下,功率越高测程越远;但受激光安全法规限制存在上限。
  1. 光束发散角
    发散角越小,远距离光斑能量越集中,低反射物体测距更远;0.35mrad 优于 0.4/0.5mrad。
  1. 激光波长
    不直接提升测距,仅决定法规允许的最大功率上限(功率天花板)。
  1. 脉冲重复频率(扫描点频)
    整机总功耗固定,点频越高,单脉冲能量被分摊削弱,最大测程同步下降;如大疆 L3 2000kHz 仅支持 50 米航高。

二、接收端硬件

  1. 接收镜头口径:镜片越大,收集反射光子越多,远距离弱信号识别更强;
  1. 探测器类型:1550nm 搭配 InGaAs 探测器,弱信号捕捉远优于 1064nm 硅探测器。

三、地面目标属性(纸面参数与实地差距核心来源)

  1. 目标反射率:80% 水泥地面测程最远;20% 植被、10% 水面测程直接减半甚至只剩 1/3;
  1. 激光入射角度:垂直照射反射最强,航带边缘斜射能量大幅衰减。

四、外部环境

  1. 大气衰减:雾、沙尘、水汽会散射激光,测程大幅缩水;
  1. 日光噪声:正午强光淹没微弱植被回波,有效测距降低 20%~40%。

4、核心概念:波长是功率的天花板(完整详解)

1. 底层原理:不同波长激光对人眼损伤程度不同,IEC 60825 国际安全标准划定功率红线

  1. 905/1064nm 近红外:可穿过晶状体聚焦视网膜,极易造成永久失明,法规严格限制单脉冲能量,功率上限极低;
  1. 1535/1550nm 短波红外:会被眼球水分完全吸收,无法抵达视网膜,致盲风险极低,法规允许提升数十倍脉冲功率。

2. 通俗解释

波长不会主动产生大功率,只是决定厂商合法能做到的最大功率上限
1064nm 天花板很低,同体积设备功率最高仅 20\30W;1550nm 天花板极高,机载测绘设备普遍 40\70W,有人机可做到百瓦级。

3. 补充误区

  1. 1550nm 测程优势次要来源于大气透过率,决定性因素是更高的合法发射功率;
  1. 1550nm 不是无上限:散热、供电、重量会形成工程层面第二道功率约束。

4. 实例对照

大疆 L2(1064nm,28W)最大测程 450m;大疆 L3(1535nm,64W)最大测程 2000m,差距由波长安全天花板直接造成。

5、大型有人机载激光雷达功率、波长选型规则

1. 有人机功率可以做更大的两大原因

  1. 安全等级可放宽:有人机作业高度 1000~6000m,地面人员距离极远,可采用 Class3B 大功率激光,不受无人机 Class1 严苛限制;
  1. 硬件承载无约束:大型固定翼 / 直升机供电充足,可搭载水冷散热、大尺寸光学镜头,整机重量无严格限制,功率轻松做到 80~370W。

2. 两类安全机型区分

  1. Class 1 人眼安全款(低空城市、人口密集区):功率 50~60W,和高端无人机无明显差距;
  1. Class 3B 大功率款(高空大面积地形、林业普查):功耗数百瓦,测距可达 7000 米以上。

3. 主流机载测绘波长及适用场景

  1. 1550nm(新一代主流):安全功率上限高、抗日光、高空衰减小,国产新机、进口新款长距雷达统一采用;
  1. 1064nm(老旧存量设备):固体激光器成熟,但安全天花板低,逐步淘汰;
  1. 532nm 绿光:仅水陆一体化测深,穿透清水,陆地测绘无使用价值。

4. 底层逻辑不变

同安全等级下,1550nm 允许的极限功率始终高于 1064nm,高空长航测绘优先选用 1550 波段。

6、车载自动驾驶激光雷达:905nm / 1550nm 双路线对比

一、905nm(市场 80% 量产车型主力)

  1. 硬件优势:VCSEL 半导体芯片产业链成熟,硅基探测器成本低廉,整机体积小、功耗 10~20W,车规验证完善;
  1. 短板:人眼安全天花板极低,低反射车辆 / 行人极限测距仅 180 米以内,正午强光信噪比差;
  1. 适用:20-35 万家用量产车、城市道路、常规高速 NOA 辅助驾驶。

二、1550nm(高端 L3 旗舰车型)

  1. 优势:人眼安全上限极高,发射功率可大幅提升,黑色障碍物测距 250~300 米,雨雾、日光干扰更小;
  1. 短板:InGaAs 探测器、光纤激光器成本翻倍,整机散热压力大,集成难度高;
  1. 适用:35 万以上高端车型、高速全自动驾驶、长距离制动需求场景。

三、为什么车载不用测绘 1064nm

  1. 安全限制严苛,功率上限低,无法满足车载远距离探测;
  1. 固体激光器体积大、散热差,无法嵌入乘用车车头;
  1. 适配植被穿透的特性,自动驾驶完全无需求。

四、车载 1550nm vs 测绘机载 1550nm 区别

  1. 光源:测绘大功率脉冲光纤激光器,追求 2000 米测程;车载小型化 MOPA 光纤激光,仅满足 300 米以内测距;
  1. 安全标准:车载全程强制 Class1;有人测绘高空可放宽 Class3B;
  1. 探测目标:测绘测地形植被,车载识别车辆、行人、道路标识。

7、固定波长 905/1064/1550/532 物理由来(无 906/1065/1551 的原因)

1. 1064nm + 532nm

Nd:YAG 钇铝石榴石晶体离子能级跃迁固定主峰 1064.15nm,行业简写 1064;
1064nm 经过非线性晶体二倍频,1064÷2=532nm,是唯一高效倍频输出,偏离 1nm 输出功率暴跌 90% 以上,无商用价值。

2. 1550nm

石英光纤全球标准最低损耗传输窗口(ITU-T 通信 C 波段中心),EDFA 光纤放大器仅适配 1530-1565nm 区间,全产业链围绕 1550nm 标准化;1551nm 无全局最优光学特性,不作为标杆波长。

3. 905nm

AlGaAs 半导体外延材料固有发光峰值,完美匹配硅探测器响应峰值,全球芯片厂商标准化量产;906nm 无成熟产线,信噪比、成本全面劣势,无批量商用产品。

4. 通用底层规则

  1. 激光波长由材料能级、光纤损耗窗口、晶体倍频等物理客观属性锁定,不是人为随意设定数字;
  1. 量产设备只会选用发光效率最高、配套滤光片 / 探测器通用的主峰波长;偏移 1nm 的次优波长仅实验室科研使用,不会做成商用雷达;
  1. 市面上不存在 906、1065、1551、533 作为测绘 / 车载激光雷达标准波长。

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