Frequência de Operação Retornos e Classificação do Pulso LASER Waveform LiDAR Mulispectral Pulsos Múltiplos no Ar Photon-LiDAR

A taxa de repetição do pulso (PRF – Pulse Rate Frequency) é o parâmetro mais importante para definir a altura e velocidade de voo aceitáveis durante a aquisição dos dados. Com uma frequência de pulsos maior é possível voar mais rápido, mantendo uma densidade de pontos semelhante.

Contudo, quanto maior a frequência de pulsos em um LiDAR de modo linear, maior será o consumo de energia para operação, maior será o ruído de sinal. Maior consumo de energia significa maior calor gerado no equipamento.

A condição de estabelecer uma alta frequência de operação é um desafio para os fabricantes de sistemas LASER. Além da exatidão posicional e operacional, este sensor deve considerar um consumo de energia muito alto, sistema de arrefecimento, tamanho, peso e segurança para a visão humana.

Uma maior frequência de operação não significa melhor qualidade geométrica dos pontos LASER. Contudo, permite uma maior densidade de pontos LASER para uma mesma largura de faixa voada. Deve se ter em mente que a frequência de operação nominal dos sistemas comerciais só em obtida em condições especiais, ou seja, com baixa altura de voo e reflectância alta.

Por exemplo, no gráfico operacional de um determinado equipamento com frequência de operação nominal de 1 MHz, é possível observar que o sistema só obterá retornos de pulsos LASER desta magnitude em objetos com reflectância menor que 10%, operando a uma altura de voo aproximada de 600 m.

Continuando a operar com 1 MHz, mas em alturas de voo maiores, os pontos com retorno mais fraco não são reconhecidos pelo sistema, fazendo com que a densidade de pontos real seja menor que a nominal. Além disso, aumentando a altura de voo, diminui-se a frequência de operação.

Este exemplo evidencia o fato de que a frequência nominal de operação só é obtida para condições especiais que envolvem o tipo de alvo (objeto ou terreno), a condição de reflexão ou absorção do pulso LASER nestes alvos, bem como a altura de voo determinada para a execução do perfilamento a LASER.

Frequência de Operação X Altura de Voo X Reflectância – Adaptado de HxGN Live – 900- Higher, Wider, Faster – Ron Roth - 2014
Frequência de Operação X Altura de Voo X Reflectância – Adaptado de HxGN Live – 900- Higher, Wider, Faster – Ron Roth – 2014