“数智领航”系列 | 车载机械旋转式多线激光雷达点密度计算

什么是激光雷达的点密度

激光雷达获取的点云具有三维坐标（Ｘ，Ｙ，Ｚ），一般情况，将点投影到平面（通常XY）后，使用平面密度来表示点云密度。该值反映了激光脚点空间分布的特点及密集程度，而脚点的分布反映了地物的空间分布状态特点。

此外，在数据解译分类时，点云密度的作用类似于遥感影像的分辨率。点云密度越大，对微小目标的探测能力越强。

车载LiDAR的点密度值得关注吗？

车载激光雷达扫描系统是许多行业测量制图的利器，例如高精度地图制图、建筑立面测量、城市路政部件普查等。在各种业务场景下，用户都比较关心实际上车作业时，雷达系统最终能带来的数据效果如何，探测能力如何，其中一项重要的指标便是点密度。

合适的点密度方案可以提高采样效率

更高的点密度意味着在测量、制图时，在单位面积上能获得更加丰富的采样点以及更高的信息密度，体现了极高的采样效率。以高精地图为例，较大的点密度可以保证点之间的距离更小，那么在数据解算正常的前提下，以激光雷达点云测量和制图相比于传统的单点式经纬仪、全站仪测量，其优势之一就是有着极高的测量点位采样效率。

但是，过高的点密度有可能会导致数据冗余，体量过大，不便于存储运算。因此选择合适的点密度方案对于我们测量制图是很重要的。

如何计算点密度？

以下就以车载机械旋转式多线激光雷达扫描系统为例，分析其在不同参数环境下的点密度计算，用来估算出理论的数据质量，辅助我们选择合适的产品。

假设激光器安装角度为θ，安装高度为H，点频为A，线束为B，扫描频率为F，垂直视场角为J；车辆速度为V，某点距离激光雷达中心的的垂直偏距为L。

我们先分析单个线束的情形

假设中央线束的方向（下图中黄色）与安装角度θ一致。