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2021年综述:汽车行业之外的激光雷达用例 [复制链接]

据麦姆斯咨询报道,激光雷达(LiDAR)的主要用途无疑将在汽车行业,因为目前它的市场容量最大。但这并没有阻止该技术在其他市场的应用,在这些市场中,激光雷达提供的3D测绘也很有价值。

实际上,根据ABI Research的数据,到2030年,汽车市场以外的激光雷达的安装基数预计将达到1600万。在激光雷达应用方面,预计汽车市场在未来很多年内都达不到成熟,因此其他垂直行业可能会在汽车大规模应用激光雷达之前使用该项技术。

2021年,随着越来越多的厂商探索发现该技术可用于增强型机器人、智慧城市、室内测绘、垂直行业和物联网(IoT)领域,激光雷达用例呈现了爆炸式增长。

激光雷达是一种用于测量物体(如岩石、街上的狗、建筑物内的墙壁、道路起伏、包裹的尺寸等)距离的遥感方法。与使用无线电波测量物体的雷达系统非常相似,激光雷达使用激光来计算物体的距离,同时生成关于这些物体的3D信息。

智慧城市

激光雷达正迅速成为智慧城市基础设施部署的关键技术。2021年,市场上有很多公司在开发用于交通监控的激光雷达,例如Quanergy与Parifex在法国的试验。

Velodyne今年还启动了一个项目,通过在交通信号灯上安装传感器来测试城市街道的交通监控和安全。

激光雷达在智慧城市中的另一用途是测试行人监控系统,以帮助市政当局发现人流量大的交通位置,这可能有利于新桥梁或人行道的城市规划。

Quanergy Systems在韩国釜山市(Busan, South Korea)启动了一个项目,以实现数据驱动的物联网解决方案,该解决方案将用于采集交通流量数据和超速车辆统计。

安全也是需要考虑的问题。在智慧城市中,激光雷达还用于实时检测、识别和跟踪行人、车辆和小动物。它还可用于为政府建筑或关键基础设施定制警戒围栏。

使用激光雷达进行城市规划也有助于创建3D模型,这些模型可用于灾害管理和恢复、城市测绘、新建筑建造、更新城市地图或检测城市环境变化。

从用于绘制室内3D地图的激光雷达扫描仪收集的信息,可用于将应急响应人员引向紧急出口、灭火器或公共设施切断阀等关键位置

从用于绘制室内3D地图的激光雷达扫描仪收集的信息,可用于将应急响应人员引向紧急出口、灭火器或公共设施切断阀等关键位置(来源:NIST)

室内测绘

室内区域测绘正成为激光雷达的另一用途。其中,建筑物内部和其他区域的测绘有助于规划办公空间或政府基础设施。此外,激光雷达还可以为紧急救援人员创建建筑物的3D地图,他们可能不得不在自然灾害发生后进入燃烧的建筑物或倒塌的结构内以挽救生命。

根据美国国家标准与技术研究院(U.S. National Institute of Standards and Technology,NIST)发起的点云城市(Point Cloud City)计划,自2018年以来,该机构一直在与应急服务机构和学术界合作开发使用激光雷达生成建筑物3D地图的系统。根据该计划,通过手持式激光雷达扫描设备对室内结构进行3D扫描,并且可以在几小时内绘制出整个建筑物的地图。

室外环境监测

今年,激光雷达已被用于各种户外环境监测项目。

Burgex Mining在其采矿设备中集成了Velodyne激光雷达,以帮助对地下和地表采矿环境进行同步定位及地图构建(simultaneous localization and mapping,SLAM),这一过程传统上难以使用现代方法进行绘制。顶点光电子商城(vertex)

丹麦的海上人工能源岛项目正在使用漂浮在浮标上的激光雷达测量丹麦海洋两个地点的风况。激光雷达浮标充当连接多个海上风电场的枢纽。

北亚利桑那大学(Northern Arizona University)在一个项目中使用激光雷达监测森林生态和生态恢复。这项研究通过使用移动激光雷达扫描仪获取有关森林结构和组成的详细信息。

就在近期,Securitas France和Quanergy合作推出了一种集成3D激光雷达的远程移动监控解决方案。该技术可用于保护临时和偏远场所(如施工区、储存区、停车场等)的安全。

机器人

在2021年,多种机器人与激光雷达进行了集成。与自动驾驶汽车非常相似,机器人中的激光雷达使这些机器能够“看到”周围的环境,并帮助其进行路径规划和避障。

Iron Ox推出了一款使用多个激光雷达和计算机视觉的农业机器人,用于温室内作物的定位和水培植物模块的移动。

Renu Robotics于2021年推出了一款自动机器人割草机,其中包括Velodyne的激光雷达

Renu Robotics于2021年推出了一款自动机器人割草机,其中包括Velodyne的激光雷达,可在割草时提供导航和避开障碍物。

工业机器人也正在与激光雷达集成,以部署在仓库和工厂中。激光雷达传感器可用于3D测绘、导航和风险规避,同时提高效率和安全性。

无人机

无人机在2021年迎来了辉煌的一年,实现了无人机送货并启动了测试这些无人机可以行驶多远的新项目。但2021年发生的更有趣的趋势之一是将激光雷达安装在无人机上以进行勘测工作。

芬兰国家技术研究中心(VTT)发明了一种集成激光雷达和机器视觉的无人机,以提高无人机系统在检查深海石油钻井平台、管道或建筑和采矿时的感知能力。

Microdrones将激光雷达集成到自己的无人机系统中以进行勘测工作。其目标是实现比任何人都更高效、更安全地从更远的距离捕获数据。

结语

2021年是激光雷达被集成到车辆以外应用的重要一年,展望2022年,可能会有更多的项目和应用使用该技术进行测绘、导航和感知。

虽然激光雷达在汽车领域的使用量最大,但这些汽车技术的实现还需要一段时间。激光雷达的其他用例可以立即进行开发和部署,并为其他垂直领域带来有用的数据。

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