连续波测距法所用激光器连续输出固定频率的光束，通过调频法或相位法测距[23]。目前室内环境使用的激光扫描仪多采用脉冲测距方法。

3。2。3  UTM-30LX 参数分析

   图3。4  激光扫描仪实物图

本文采用 HOKUYO公司UTM-30LX 2D激光扫描仪，可用于户外安装。该激光扫描仪利用波长为905nm的激光以25ms的扫描速度测量某一个高度平面上前方范围内的环境距离信息，扫描一周能获得1081个环境信息点。一个脉冲大约是1ms，且从顶部看，扫描仪电机旋转方向为逆时针。详细的技术参数如下表3。1所示。

表3。1  UTM-30LX技术参数

技术参数 数值范围

电源

测量距离 12DC(Current: Max 1A,Normal:0。7A)

0。1m to 30m, max 60m

测量范围

               接口 270

USB 2。0

精度 0。1m to 10m : 30mm; 10m to 30m: 50mm

角度分辨率 0。25(360/1440)

扫描时间 25ms

3。2。4  激光扫描仪模型的建立

 图3。5  激光扫描模型示意图

    扫描有效区域为Step A到Step C 之间的扇形区域，Step A 是采集到的第一个有效数据，Step C为有效范围终止线即最后一个有效数据。此外，Step B为扫描仪正前方所获得数据。 

从激光扫描仪获得的原始数据是以扫描仪为坐标原点的极坐标数据点，如图所示，扫描仪按照逆时针方向一次呈扇形扫描，设扫描数据为，其中表示扫描仪中心到反射点之间的距离，而表示扫描仪中心和反射点连线与扫描仪中心和起始扫描点的夹角，其中i表示1~1081个采样点中的任意一点。由于UTM-30LX激光扫描仪的扫描分辨率是0。25°，所以采集极坐标角度、机身极坐标和采样点数i满足以下关系：

当然，因为激光扫描仪所获得的数据是离散的扫描点信息，受扫描仪测量角度（270°）和角度分辨率（0。25°）的影响，在扫描过程中极有可能出现盲区。设角度分辨率为激光扫描仪可检测物体的最小直径的计算公式为：

假设障碍物距离扫描仪的距离为20m，相邻扫描点间最小间距为，那么此时激光扫描仪的所能识别物体的最小直径大约为87mm。由于四旋翼无人机飞行状态可控，只需优先检测近处障碍物即可，而远处的距离信息可随无人机的靠近而逐步检测识别。因此，在实际的室内空间中无人机机载扫描仪的扫描盲区可以忽略不计。

3。3  局部地图的表示方法与创建文献综述

3。3。1  局部地图的表示方法

无人机所使用的地图是根据外部实际场景变换得来的，而不同的变换方法可以得到不同的地图类型。目前常用的地图描述方法可以分为拓扑地图（topological maps）和栅格地图（occupancy grid maps）、特征地图（feature maps）三大类。其中特征地图属于连续地图，而其余两类属于非连续性地图。

拓扑地图利用一张由节点和连线具有拓扑意义的地图表示环境的。其中节点表示环境中某个地点，节点之间的连线表示各个地点可能的路径信息。在不需要知道无人机准确的位姿信息，便于主控机指令信息的下达和执行，还可以满足路径规划的快速性。信息量小且容易存储的优点，使得拓扑地图适合大范围的导航定位。但是因为其精度低，当激光传感器出现较大误差时，所构建的目标节点可能相应的出现误匹配的问题。