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应用场景持续“上新”,国产激光雷达争做行业“顶流” | 星科技•自动驾驶

联想之星 2023-04-30


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近年来,激光雷达行业受到政府及相关部门的高度重视和大力支持,多条利好政策相继出台,行业加速发展。数据显示,2021年我国激光雷达行业市场规模达6.3亿元,预计2025年将达到43.1亿元。随着激光技术的不断发展与普及,激光雷达的应用场景也越来越广。


01

政策助力、技术加持,

激光雷达市场前景广阔


激光雷达是激光技术与现代光电探测技术结合的先进探测方式,由发射系统、接收系统 、信息处理等部分组成。其工作原理是向目标发射探测,然后将接收到的从目标反射回来的信号与发射信号进行比较,作适当处理后,就可获得目标的有关信息,如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数,从而达到探测、跟踪和识别的作用。


智研咨询报告显示,近年来,激光雷达行业受到政府及相关部门的高度重视和大力支持,相继出台多条政策助力行业加速发展

如在2020年11月,国务院发布了《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》,提出以新能源汽车为智能网联技术率先应用的载体,支持企业跨界协同,研发复杂环境融合感知、智能网联决策与控制、信息物理系统架构设计等关键技术,突破车载智能计算平台、高精度地图与定位、车辆与车外其他设备间的无线通信(V2X)、线控执行系统等核心技术和产品。

2022年3月,中国气象局联合三部门发布了《中国气象科技发展规划(2021-2035年)》,指出要加强多种效应原理激光雷达的研制,突破激光器等核心元器件国产化难题等。

伴随我国智慧城市、智慧交通建设,激光雷达应用范围逐渐扩大,市场规模稳健增长。随着汽车智能化变革的推进,以及高级别自动驾驶技术的发展,激光雷达在汽车领域的应用范围极大地扩展。

数据显示,2021年我国激光雷达行业市场规模达6.3亿元,较2020年增加2.9亿元,同比增长85.29%,预计2025年我国激光雷达市场规模将达到43.1亿元,市场前景十分广阔。


02

激光雷达应用领域不断拓展


随着激光技术的不断发展与普及,激光雷达的应用领域也越来越多,无人驾驶汽车、无人驾驶飞机、3D打印、VR/AR等领域都可以看到它的身影。

3D打印

环球网介绍,在3D打印里,也有用到激光雷达的地方。如Printoptical3D打印技术本质上是一种“从CAD设计到光学部件”的一站式技术,打印出来的光学部件不需要进行像抛光、研磨和着色等后处理,其技术主要基于成熟的宽幅工业喷墨打印设备,通过紫外线固化的透明聚合物液滴喷射出来,然后被集成在打印头上的强紫外线灯固化,最终可以形成各种各样的几何形状,激光雷达在这里面扮演者测量、监控等角色。

VR/AR

在用到AR头显进行的游戏中,运用的空间感知定位技术里面会用到激光雷达和许多配套的光学传感器,通过SLAM技术(即时定位与地图构建),精准定位自己在三维空间中的位置,增强在游戏中的真实体验感。

智慧交通

随着大城市人口的不断增长,城市的交通也变得更加拥挤,这要求未来的交通更“智慧”。物联网、传感器、人工智能的快速发展让这些变成现实。信息技术、传感技术、通信技术等多种技术在交通领域广泛的应用。

激光雷达在很多地方都有用武之地,例如在毫米波雷达能精确地检测车道级和毫秒级的数据,这种检测是微观的,同时也是实时和准确的,可以用于信号灯控制机即时感应控制、自适应控制和绿波带控制,也是未来实现车联网车路协同的基础。

海洋探索和渔业资源监测

近年来,环境问题广受大家关注,而对海洋环境的保护已成共识,海洋激光雷达作为一种先进的海洋探索与监测手段,已经成为主流。

激光雷达与海洋生物相关的应用主要体现在渔业资源调查和海洋生态环境监测两方面。前者常采用蓝绿脉冲光作为激发光源,通过对激光回波信号的识别提取以获得鱼群分布区域和密度信息,结合偏振特征分析可对鱼群种类进行识别;后者常采用海洋激光荧光雷达,通过对激光诱导目标物发射的荧光等光谱信号的探测分析以获得海洋浮游生物及叶绿素等物质的种类和浓度分布信息。

机器人
  
Ofweek SLAMTEC介绍,自主定位导航是机器人实现自主行走的必备技术,但传统的定位导航方法由于智能化水平较低,没有解决定位导航的问题,直至激光雷达的出现,在很大程度上化解了这个难题。

机器人采用的定位导航技术是以激光雷达SLAM为基础,增加视觉和惯性导航等多传感器融合的方案帮助机器人实现自主建图、路径规划、自主避障等任务,它是目前性能最稳定、可靠性最强的定位导航方法,且使用寿命长,后期改造成本低。

自动驾驶
  
在无人车领域,激光雷达主要以多线数为主,作用与机器人领域相当,主要是帮助汽车自主感知道路环境,自动规划行车路线,并控制车辆到达预定的目标。

那么,激光雷达是怎么帮汽车识别路口与方向呢?激光雷达使用的技术是飞行时间,就是根据激光遇到障碍物后的折返时间,计算目标与自己的相对距离。激光光束可以准确测量视场中物体轮廓边沿与设备间的相对距离,这些轮廓信息组成所谓的点云并绘制出3D环境地图,精度可达到厘米级别,从而提高测量精度。


03

地空激光雷达融合,

助力森林资源调查


随着当前社会经济的快速发展,人们对经济发展的观念逐渐向可持续发展观念靠拢,全国各地对林业的发展重视程度也逐渐增大,林业产业发展正迈向升级的路上,林业应用的数字化、精细化管理也变得尤为重要,通过激光雷达来快速获取林业数据,也成为一种高效便捷的手段

近日,某地利用北科天绘蜂鸟机载激光雷达系统等仪器对森林资源进行了调查。该地面采集样地为150块(600㎡/块),无人机飞行区域为0.04km²并覆盖地面采集区域,树木种类分别为桉树、杉木、松树、阔叶林,地势落差在平均30-40m左右。

北科天绘成立于2005年,专注于激光雷达和航空遥感技术及产品的研发和生产,创始团队聚焦激光雷达20年,是国际上先进的激光雷达企业,是全球为数不多的兼具测量和导航两大类激光雷达研制能力的国家高新技术企业。北科天绘依靠自主完整的核心技术体系,多次获得测绘科技进步特等奖、测绘科技进步一等奖等重大奖项,在国内外拥有很高的知名度。


测区现场

通过蜂鸟机载激光雷达系统在相同林区的上空,进行飞行数据采集,可以借助林区的顶部信息,进一步补充树冠的细节数据,分析处理得到林区的生物量、蓄积量、冠层高度、冠层覆盖度、郁闭度/间隙率、林窗参数、树密度,甚至林区单木的位置、高度。

蜂鸟无人机激光雷达系统是一款低成本、轻量化、高效率、纯国产的测绘级激光雷达系统,最大测距优于250m,最大测量速度达64万点/秒,模块化的集成设计,适用多种无人机平台搭载。

蜂鸟+M300

UT-2000地面三维激光扫描仪可以深入到林区里面进行数据采集作业。此次地面样地采集与无人机采集同步进行,由于单站地面激光雷达仅能扫描样木的一侧树干点云,为了完整地拟合树干胸径,从树干的不同侧面进行扫描,并将多站地基激光雷达点云精确地匹配起来,保证精确地估测树干胸径、蓄积等结构参数。

UT-2000具备100万点/秒的激光发射频率,可以快速获取高精度的林区三维数据。多回波功能在数据采集时能够穿透林叶之间的遮挡,深度采集树木信息。

通过机载激光雷达对样地外部测量和地面激光雷达在样地内所得到的多种数据,能够快速获取高精度森林垂直结构,较准确、较高效地掌握样地单木结构参数,全景式还原样地内资源要素信息。

相比传统调查手段,此次调研显著降低了劳动强度,减少了人力成本,丰富了数据类型,提升了监测质量。北科天绘在激光雷达领域不断革新技术产品与解决方案,正重塑人们的生产和生活方式。


参考来源

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1600691318377528488&wfr=spider&for=pc

https://mp.weixin.qq.com/s/FCMNRHf5mHbf3IUz0RXn8w

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1750089538540736228&wfr=spider&for=pc


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