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解決方案
激光雷達是下一個藍海?
星之球科技 來源:鈦媒體(北京)2015-04-06 我要評論(0 )
前不久,在一次選題會上,首席鈦妹趙何娟講述了硅谷的一次經(jīng)歷,稱一家硅谷的3D打印公司可以獨家定制一個自己,進入這家公司,你
前不久,在一次選題會上,首席鈦妹趙何娟講述了硅谷的一次經(jīng)歷,稱一家硅谷的3D打印公司可以獨家定制一個“自己”,進入這家公司,你只需站在一個位置,便可以完成對身體360度掃描,之后便可以在官網(wǎng)查看掃描完成的圖像,若要打印,只需點擊確認便可以完成一個3D打印的“自己”,但可惜的是鈦妹兩次圖像掃描都是模糊的,只好作罷。
當然,我們不是想單純吐槽這次很糟糕的體驗,由此引發(fā)的是針對3D打印掃描過程所采用的底層技術討論,一項未來也將適用于智能機器人、無人駕駛汽車、虛擬現(xiàn)實、建筑工程、軍事巡航等領域的底層技術:激光雷達。鈦媒體也首次整理激光雷達的起源、發(fā)展、國內(nèi)外現(xiàn)狀以及未來巨大的市場潛力:
激光雷達,英文全稱為 Light Detection And Ranging,簡稱LiDAR,即光探測與測量,是一種集激光,全球定位系統(tǒng)(GPS)和慣性導航系統(tǒng)(INS)三種技術于一身的系統(tǒng),用于獲得數(shù)據(jù)并生成精確的DEM(數(shù)字高程模型)。這三種技術的結合,可以高度準確地定位激光束打在物體上的光斑,測距精度可達厘米級,激光雷達最大的優(yōu)勢就是“精準”和“快速、高效作業(yè)”。
激光雷達運作時,只需進行非接觸掃描可以在短時間內(nèi)獲取物體和環(huán)境空間點的三維數(shù)據(jù)和信息,由于收集的數(shù)據(jù)是以點的形式組成,所以這些數(shù)據(jù)被稱作點云數(shù)據(jù),其最大的特點是可以進行后期的處理,依靠獲取的數(shù)據(jù)便能夠建立完整的三維立體模型,而如今隨著商用GPS及IMU(慣性測量單元)的發(fā)展,通過LIDAR從移動平臺上(比如在機器人、飛機上)獲得高精度的數(shù)據(jù)已經(jīng)成為可能并被廣泛應用。
起源于軍事需要
激光雷達最初起源于軍事需要,作為目標探測和跟蹤系統(tǒng)被認為是更難被敵軍干擾和探測到的裝置,憑借激光雷達實現(xiàn)高清晰度的成像以收集足夠的細節(jié)來識別目標,如坦克、飛機或步行中的人,這也促使機載激光雷達比地面激光雷達更具優(yōu)勢,應用場景更為豐富。
事實上,激光雷達在20世紀70年代發(fā)才真正展起來,當時在航天方面主要用于測量火箭初始飛行階段的彈道軌跡,近兩年最為大眾稱道的是用于無人駕駛汽車導航和制導的激光雷達,特別是它可以使無人機和無人駕駛汽車自行避開障礙物。
激光雷達恰恰是實現(xiàn)自動控制車速的 ACC(主動巡航控制系統(tǒng))以及未來無人駕駛汽車必須用到的核心技術,谷歌無人駕駛汽車使用的就是美國車用激光雷達探測器巨頭護航(Escort)公司的產(chǎn)品和技術,Escort 公司在美國已有35年歷史,該企業(yè)研發(fā)的雷達產(chǎn)品在美國占有50%以上市場份額,它已經(jīng)實現(xiàn)一套完整的感應系統(tǒng),可以對周圍環(huán)境360度無死角關注,加上無人駕駛系統(tǒng)的“心臟”,就是位于汽車頂部的激光雷達探測儀,有利于三維識別周邊環(huán)境的3D地圖,即使汽車在高速路上時,雷達也可以讓汽車“看”得更遠。此外,由于谷歌無人駕駛汽車還配有獨立的GPS裝置,配合激光雷達,與地圖信息對照,便可以實時更新當前所在位置。
除了谷歌之外,包括大眾、日產(chǎn)、豐田等公司都在研發(fā)和測試無人駕駛汽車技術,自然也要用到激光雷達,豐田公司已經(jīng)獨自研制了一套激光雷達系統(tǒng)。但目前來看,各公司開展的自動駕駛實驗大多使用美國 Velodyne 公司制造的激光雷達,因為 Velodyne 的產(chǎn)品便宜,它已經(jīng)發(fā)布了針對大眾市場自動駕駛車型研發(fā)的小體積、低價格的激光雷達系統(tǒng),不過仍然需要約4.9萬元人民幣, Velodyne 希望借此促進激光雷達在小型化設備上的發(fā)展,幫助更多汽車廠商構建自己的自動或半自動駕駛汽車。在可以預見的未來,無人駕駛汽車的發(fā)展必將引發(fā)激光雷達的一次大爆發(fā)。
國內(nèi)激光雷達市場現(xiàn)狀
事實上,激光雷達除了用于軍事和商業(yè)領域,已經(jīng)把觸角伸向了民用領域。在國外,激光雷達已經(jīng)成為民用領域的“寵兒”,但市場份額大多被諸如瑞士Leica、加拿大Optech、奧地利Riegl、美國Trimble等老牌測繪企業(yè)占據(jù)。然而隨著激光雷達不斷深入到國計民生的各個方面,在國內(nèi)也不乏一些在激光雷達領域探索的創(chuàng)業(yè)團隊,涉及的產(chǎn)業(yè)鏈也頗為豐富,各種工具、后期處理軟件、定制服務層出不窮。
數(shù)字綠土科技就是一家致力于激光雷達技術的研發(fā)與應用的國內(nèi)初創(chuàng)企業(yè),創(chuàng)始人郭慶華是“青年千人計劃”創(chuàng)業(yè)的典型代表,該公司已自主開發(fā)了激光點云數(shù)據(jù)管理、分析和建模的平臺軟件以及基于激光雷達數(shù)據(jù)的林業(yè)應用等專業(yè)軟件。數(shù)字綠土副總經(jīng)理葉偉強告訴鈦媒體,他們想要實現(xiàn)的是為客戶提供數(shù)據(jù)采集、點云數(shù)據(jù)后處理的一站式解決方案,其中已經(jīng)成型的產(chǎn)品有 Li-Air 無人機激光雷達掃描系統(tǒng)、Li-Mobile車載激光雷達系統(tǒng)以及 Lidar360 點云處理軟件。
值得一提的是,其自主研發(fā)的第一款硬件產(chǎn)品無人機激光雷達系統(tǒng)Li-Air,已經(jīng)完成了第一次破冰之旅,在擊敗了眾多歐美競爭對手的情況下,獲得了香港地政署的采購合同。
葉偉強告訴鈦媒體,數(shù)字綠土也在獨立開發(fā)無人機,搭配自家的激光雷達系統(tǒng)和點云數(shù)據(jù)處理軟件,以實現(xiàn)為客戶提供一站式定制化服務。那么這樣會不會與風頭正勁的無人機廠商構成競爭?
葉偉強的回答是:No。在他看來,當下的無人機更像是一個玩物,做的是大眾市場,而數(shù)字綠土專注的是包括數(shù)字三維森林、數(shù)字三維地形、數(shù)字城市建設、災害預警評估和地籍調(diào)查服務等方面的解決方案,不但不會與無人機廠商構成競爭,反而有機會合作。
這與億航 Ghost 無人機聯(lián)合創(chuàng)始人熊逸放的想法不謀而合。熊逸放告訴鈦媒體,激光雷達和無人機組合不失為一種合作的避障解決方案,未來不排除合作的可能,但他明確指出目前的激光雷達技術并不是很成熟,使用過程中存在很多不確定性,至于激光雷達技術公司是否研制無人機,則表示無所謂。
與數(shù)字綠土開發(fā)的數(shù)據(jù)處理軟件不同,發(fā)跡于上海的國內(nèi)創(chuàng)業(yè)公司 RoboPeak 則把激光雷達實踐于機器人領域,這支成立于2009年的團隊,已經(jīng)在激光雷達底層技術沉淀了6年,其創(chuàng)始人是在國內(nèi)創(chuàng)客圈很有名的陳士凱,該公司致力于機器人操作系統(tǒng)(ROS)、民用機器人平臺系統(tǒng)以及設備的設計研發(fā),目的在于將機器人從工業(yè)層面帶入普通家庭,但是想要讓機器人進入民用市場,首先就要突破價格高昂的關隘,所以去年 RoboPeak 順勢推出了低成本的激光雷達 RPLidar ,相比動輒上萬元的工業(yè)級產(chǎn)品,這款產(chǎn)品的價格低至千元,被控制在普通工業(yè)級激光雷達的十分之一,此款產(chǎn)品的出現(xiàn)也為以后開發(fā)消費級機器人產(chǎn)品創(chuàng)造了可能。
為了配合 RPLidar 的使用,RoboPeak 還同步開發(fā)了小型化機器人應用平臺 RPMini,RPmini 配備了諸如加速計、陀螺儀、超聲波測距儀等多種傳感器,使用者可以使用藍牙無線控制 RPmini 和遠程編程,不過在陳士凱的計劃里,機器人 RPMini 目前屬于研究和測試激光定位的載體,待以后基于底層的激光雷達技術趨于完善之時,才會考慮產(chǎn)品化,比如簡單的智能掃地機、導航功能的機器人等等。
面臨的困境和考驗
不難看出,如今激光雷達技術已經(jīng)滲入包括軍事、商用、民用的各個層面,未來更有望在3D打印、無人駕駛、虛擬現(xiàn)實等領域開拓全新局面,事實上目前國內(nèi)的激光雷達市場已經(jīng)呈現(xiàn)迅猛增長的勢頭,但是根據(jù)鈦媒體的觀察以及與一些創(chuàng)業(yè)者聊的結果來看,國內(nèi)激光雷達市場依然混亂,“貼牌”、“山寨”廠商泛濫,缺乏連貫的產(chǎn)業(yè)鏈以及配套設備。除此之外,創(chuàng)業(yè)公司普遍缺乏成熟的底層算法,限于技術難點和硬件成本高,多數(shù)企業(yè)主要做的是代理和服務。
其中一位創(chuàng)業(yè)者告訴鈦媒體,與激光雷達相關的產(chǎn)業(yè),如何高精度的處理采集到的數(shù)據(jù)也是關鍵的一環(huán)。“激光雷達會采集豐富的點云數(shù)據(jù),信息量龐大,目前常用的數(shù)據(jù)存儲格式不統(tǒng)一,存儲數(shù)據(jù)時存在種種不足,數(shù)據(jù)精度很難保證,如何讓硬件、軟件和終端用戶實現(xiàn)數(shù)據(jù)格式的統(tǒng)一,是整個激光雷達市場接下來必將面臨的難題”,他說。
雖然如今的國內(nèi)激光雷達市場看似陰云密布,但不可否認的是市場需求的大幅增長,必然會促使大批軟、硬件廠商的涌入,伴隨著上下游產(chǎn)業(yè)鏈的形成以及更完整解決方案的推出,或許在不久之后,便可以隨處可見激光雷達的身影,迎來真正的大爆發(fā)。
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