北京北科天绘科技有限公司

北京北科天绘科技有限公司2005年由留学归国人员创建,专注于激光雷达的研发、生产和应用。目前全世界能够生产机载、地面和车/船载全系列激光雷达的公司只有四家,北科天绘是其中唯一的一家中国企业。

北科天绘主营业务包括全系列激光雷达的生产研发制造及产品销售、系统集成等,公司拥有雄厚的科技研发和成果转化能力,可根据客户的实际需求提供多样化的定制解决方案。

作为国内激光雷达领域的领军企业,北科天绘拥有激光雷达的全套核心技术及完全自主的知识产权。北科天绘独立设计生产的无人机机载激光雷达系统,是目前搭载到无人机飞行平台的激光雷达中重量最轻、性能优势最突出的一款,可用于地形测绘、灾害监测、石油选线、电力巡检、农村土地确权、军事侦察、海岛(岸线)测绘、滩涂测绘、水利设施监测等多个领域,在无人机机载激光雷达领域技术优势明显。

关键技术名称:

激光三维成像技术,又称实景复制技术,通过发出高频激光脉冲并接收物体反射回来的带有距离和角度信息的激光束,通过信号处理实现即时三维成像及精确测量。

技术先进性:

可以快速、大量地采集空间点位信息,具有快速性,不接触性,穿透性,实时性、动态性、主动性(不依赖可见光),高密度、高精度,数字化、自动化等特性。

激光雷达不仅可以放置于三脚架等平台上进行静态测量,还可以在车、船、飞机等移动中实现即时测量。当飞机飞过或车船行驶过任何城市、山川、河流,可迅速获取该区域的三维图形。激光雷达每次获取的数据不仅可直接量测距离、面积、体积、角度、弧度,还包含X,Y,Z空间三维坐标信息,可以赋予RGB颜色信息(通过集成的相机获得),同时还有物体的反射率信息,任何其他测量手段都无法给出这样全面的信息。

与摄影测量相比,激光成像的技术优势在于:

1) 激光不受光照阴影和太阳角度影响,从而大大提高了数据采集的质量。其激光灰度数据甚至可辅助摄影测量中的匀光解算。

2) 激光测量成像可以采集多层次回波数据,可以完成植被区域多层次测量、测绘工作。

3) 结合激光三维测量和摄影测量技术,可以形成具备空间目标三维数据和彩色纹理信息的三维彩色数字摄影测量系统。

与传统雷达相比,激光成像的技术优势在于:

1) 精度更高:静态三维激光扫描仪的精度可达毫米级,动态激光雷达的精度可达厘米级。

2) 抗干扰能力强:激光雷达不受微波、电磁波等信号的干扰。

3) 激光测量成像可以采集多层次回波数据,可以完成植被区域多层次测量、测绘工作。

4) 结合激光三维测量和摄影测量技术,可以形成具备空间目标三维数据和彩色纹理信息的三维彩色数字摄影测量系统。

5) 数据处理自动化程度高,盲区小。传统雷达的盲区是其扫描半径的1-2公里处,激光雷达的盲区一般在1米以内。

技术特点及创新点:

1) 通过优化主动光学系统设计(孔径、焦距,视场)、设计IC芯片降低光电噪声、动态管理发射及回波强度、激光信号整形+多阈值比较、信号幅度补偿 + 温漂补偿、数字信号处理 + 检校定标等手段,突破了大动态范围(1.5m – 600m)激光回波信号检测及高精度(5mm+50PPM)测量技术,解决了背景光交替变化和宽温条件下有效作业的技术难题。北科天绘激光雷达的测距动态范围优于国外同类产品。

2) 发明了对心辐射支撑结构,通过设计激光扩束及衍射模式、轻量化扫描机构、优化高速动平衡装调工艺、高速轴装校及热控自调整、高速大口径光机扫描(360° 无遮挡激光扫描、50 mm 主动光机扫描、12000 RPM扫描速度、1/1000°测角分辨率)等解决方案,突破大孔径光机高速旋转,实现了360°扫描无遮挡,北科天绘激光扫描仪的口径、速度、精度及可靠性达到国际先进。

3) 设计集成光学、集成电路,设计定向离心旋转轴,采用迷宫密封技术,设计多棱台光学窗口,发明角支撑薄壁壳体,成功研制出尺寸小,重量轻的系列激光扫描仪产品,解决了安置和生产中环境适应及可靠性保障问题。

4) 通过测距、测角检校和移动平台安置角标定,开发测量检校系统及软件,实现了跨学科有机结合,研制完成移动激光扫描系统,推动了先进激光测量技术在移动测绘中高效应用。

技术与产品应用领域:

激光雷达的主要应用领域包括:

无人驾驶、地形测绘、灾害监测、石油选线、电力巡检、农村土地确权、城市部件测量、铁路安全监测(包括限界、道床、接触线、轨道间距监测)、军事侦察、毁伤打击评估、海岛(岸线)测绘、滩涂测绘、水利设施监测、工业测量等等。

北科天绘的客户包括:国家电网、南方电网、中国铁科院、中国测绘科学研究院、各省市测绘系统、军队、水利系统、防灾等等。

北科天绘的产品已经出口到俄罗斯、肯尼亚和印度。

知识产权及获奖情况:

获奖情况:

测绘科技进步一等奖(省部级),

测绘地理信息创新产品(省部级),

2012-2014年度测绘地理信息自主创新十大产品(省部级)

北京市自主创新产品(省部级)

知识产权情况:

北科天绘是中国唯一一家具有完全自主知识产权、能生产地面、车载和机载全系列激光雷达的企业(全球只有四家)。拥有两项发明专利、四项实用新型专利、12项软件著作权,还有若干正在审查中的专利。