详细解读激光雷达的应用

2017-12-21 02:36:40 PM

激光雷达技术从最简单的激光测距技术开始,逐步发展了激光跟踪、激光测速、激光扫描成像、激光多普勒成像等技术,进而研发出不同用途的激光雷达。目前,激光雷达在低空飞行直升机障碍物规避、化学和生物战剂探测和水下目标探测等军事领域方面已进入实用阶段,其它应用研究亦日趋成熟,使得激光雷达的商用价值也日益显现出来。


“激光雷达简单的来说,它是一种反射成像。”北科天绘CEO张智武表示,“一束光发出去在空气中飞行,是存在一定的时间、角度和位置的,将这三组数据记录下来,我们就有了空间的相对关系的点,这样的一个个点就形成像云彩一样的图形,用于描述其他物体,这样的点云集合就是激光雷达的成像。”


张智武表示,应该从用户的角度对激光雷达进行分类,依据它的特点进行应用,这样也就可以判断出其商业前景蕴藏在上下游体系中。


受惠于近年来无人机市场的迅速发展,激光雷达测绘系统也迎来“井喷”。据了解,激光雷达系统可以和定位技术相结合,然后后对地表的三维信息进行高精度的获取,以此方式在城市道路、堤坝以及隧道等方面进行随时的监控以及模型化。目前,最小的激光雷达测绘系统只有3kg,可以搭载在无人旋翼机上,按照建设三维城市的要求,机载测量系统可对大面积的三维地形数据进行快速的获得,而地面的激光扫描系统则是在空间目标三维重建中有着很大的作用。


张智武还向记者补充到,“可实现远距离高时效高精度成像 这是测绘型雷达的特点,多回波可以实现多层次的成像;多传感器诸如红外线或者GPS,可以相互融合,进行全天24小时不间断的监测,对实现测绘有不可替代作用。”


而目前,土木工程和规划是激光探测与测量系统的最主要收益来源,低成本的手持激光雷达的引入有望在未来五年内改革测绘行业。特别是随着技术的进步,激光雷达在农业领域的测绘应用被发掘出来,包括建立包含坡度和日照指数的农田地形图,这项技术帮助农民通过指出需要昂贵化肥的关键领域来实现产量的最高化。由此可见无论是相对传统的地形、地理信息测绘领域,还是延伸出来的新的应用领域,都是不容小觑的激光雷达商机所在。


详细解读激光雷达的应用商机


导航避障型雷达对无人驾驶意义重大


业内人士表示,3D激光雷达是无人驾驶的核心技术之一,被视为现阶段实现无人驾驶最有效的路径。


目前,谷歌、百度等主流无人驾驶汽车研发企业,都选择激光雷达这一技术路径。在国际上的很多公司以及研究机构,已经对激光雷达的有关技术投入了很多的资金和人力进行研究。很多商业化的公司也陆续的推出了机载激光雷达系统,用于机器人和无人驾驶车辆的使用。


据张智武介绍,三维成像激光雷达可以分为两大类。第一种是测量型的三维激光雷达;另一种就是现在备受推崇的,用在无人驾驶、机器人等方面,用来实现避障的导航避障型的激光雷达。


“我们即将迎来一个新的爆炸点,就是高精度的三维地图。我们做自动驾驶是需要高精度的三围图来做底层数据。”张智武说,“世界上最早进行自动驾驶实验的是谷歌。它之所以选择加州这个地方就是依赖着当地的精确的三维地图数据。在车安装的雷达系统测量到周围的静态物体,避让开地图上没有的数据,以减少及时计算的速度压力。也就是意味着未来可以应用于自动驾驶机器人以及基于位置的服务 和高精度定位密切相关,可能会滋生出来一个千亿级的市场。”


这一说法刚好和一些机构的调研数据相吻合,据说目前无人驾驶汽车单台汽车需用4个16线3D激光雷达,单价5000美元,加系统全套2.5万美元。随着无人驾驶汽车的销售增长,到2025年激光雷达市场空间将超百亿美元。


详细解读激光雷达的应用商机


通过无人机实现电力巡线与风险排查


随着激光雷达技术的发展,激光雷达现在可用于电力巡查,不仅可以很好地解决人力巡检的弊端,从激光雷达数据中完整提取电力线点,三维重建电力线走廊;并且,机载激光雷达技术还可以通过激光测量多次回波在一次测量时同时获取电力线、电力设施、植被、地表构造物的三维坐标,在数字地面模型和高分辨影像支持下,实现高效率、高精度巡线应用。


在风险排查方面,通过无人机激光雷达系统LiAir和数据处理系统,为输电线路监护人员提供数据基础,发现输电线路设施设备异常和隐患,以及线路走廊中被跨越物对线路的威胁。利用机载激光雷达测量系统获取的高精度点云可以检测建筑物、植被、交叉跨越等对线路的距离是否符合运行规范。


“中国有全世界最长的电力巡线,激光雷达巡线可以实现即时的报警。如果说超高压底下的植被过高,就会影响到他的磁场。激光雷达成像之后会告诉你,这一问题具体在哪个坐标系。我国目前激光雷达巡线,还没有做到电力巡线市场的十分之一,所以说这个领域的容量和前景是非常大的。”张智武分析到。所以致力于激光雷达电力巡检方面的企业可在未来获得不小的发展机遇。