
激光雷达:未来智能车在元宇宙领域的眼睛
元宇宙推动行业变革,跨界融合频现,感知作为元宇宙中现实与虚拟世界进行交互的先决条件,其探测精度、广度与速度直接影响用户的交互体验,激光雷达其实是一个很好的从二维图像向三维图像演变,并且需要实时传输数据的场景。

HTC Vive官网——激光雷达在元宇宙中的应用
激光雷达被广泛用于无人驾驶汽车和机器人领域,被誉为广义机器人的“眼睛”,是一种通过发射激光来测量物体与传感器之间精确距离的主动测量装置。
激光雷达通过激光器和探测器组成的收发阵列,结合光束扫描,可以对广义机器人所处环境进行实时感知,获取周围物体的精确距离及轮廓信息,以实现避障功能;
同时,结合预先采集的高精地图,机器人在环境中通过激光雷达的定位精度可达厘米量级,以实现自主导航。
不同使用场景对于激光雷达产品性能的需求差异巨大。
除当下热度较高的智能汽车无人驾驶外,面向乘用车的前装高级辅助驾驶(ADAS)、服务型机器人、车联网(V2X)等领域也是激光雷达当前或者近期的重要市场。
因为使用场景和搭载激光雷达的载体(无人驾驶汽车、乘用车、机器人等)具有明显差异,这些市场对激光雷达的性能、价格、体积等维度提出了不同的需求。
车联网应用处于起步阶段,使用场景具有多样性,对无人驾驶、高级辅助驾驶、机器人领域的激光雷达都会有相应需求。

禾赛科技《招股说明书》——各应用场景对产品性能的需求
激光雷达的技术路径为机械式向固态式演进。
机械式激光雷达生产成本居高不下、寿命较短,难以面向前装量产。
激光雷达固态化后能避免旋转带来的不稳定性,减少使用过程中的损耗,更易满足车规要求,固态化、核心部件芯片化逐渐成为厂商研发主流趋势之一,2018年,镭神智能已推出集成高频高带宽模拟晶体管、放大器的模拟信号处理芯片,用单枚芯片实现激光雷达整体控制,大大缩小激光雷达信号处理电路的体积与功耗。
固态激光雷达扫描速度快、尺寸小,或将成为激光雷达最终方案。


机械式激光雷达结构
激光雷达不止应用于自动驾驶,还有数字孪生和元宇宙。据麦姆斯咨询介绍,在一系列有望创造未来自动驾驶汽车的先进技术中,激光雷达(LiDAR)技术引起了人们的关注,但激光雷达传感器在数字孪生和元宇宙应用中的表现也很突出。
数字孪生的核心是以高保真度和高频率更新现实世界的模型。
激光雷达可以作为立体摄像头等技术的补充,用于从物理世界捕获3D数据,并将这些数据传输到数字孪生或元宇宙应用中。
在数字孪生的世界里,激光雷达可能有很大的发展空间。
在一个日益关注面部识别隐私的时代,激光雷达缺乏精确的面部识别能力可能是它的一个优点,而不是一个缺点。
Seoul Robotics首席执行官HanBin Lee向VentureBeat说道,注重隐私的数据对于零售和智慧城市用例至关重要。
例如,零售店正在使用3D数据来跟踪各种指标,如结账过程的时长、顾客在商店中的移动路线、他们关注的产品以及停留了多长时间。
再比如,梅赛德斯-奔驰(Mercedes-Benz)在其一些展厅中利用Seoul Robotics的技术来观察参观者是如何与展出车辆进行互动的。
德国铁路公司Deutsche Bahn将Here Technologies的激光雷达技术用于其新型Sensors4Rail铁路数字孪生。
通过这些数据,可以跟踪可能影响操作的对象(如建筑物、电杆和平台边缘)的变化。
日立ABB电网有限公司企业解决方案高级副总裁Bryan Friehauf也认为激光雷达在精确监测电力基础设施方面有着重要作用。
他认为激光雷达对于收集动态地理数据至关重要,例如植被生长、侵蚀或气候变化的影响。
在德国,科隆市(Cologne)使用激光雷达来补充全市的数字孪生系统。
其他数据源包括BIM建筑数据、数字地形模型数据和集成到ESRI CityEngine的高分辨率照片。
模拟噪声、空气污染、洪水、交通和能源利用的各种模型可以改善相关的规划或应急响应。
激光雷达还可以帮助科学家和工程师们建立更准确、更真实的海岸和海洋数字孪生模型,用于渔业发展规划、评估气候变化对海岸的影响和海上基础设施工程(如风车和石油钻机)的建设。
据Terradepth联合创始人兼联合首席执行官JoeWolfel称,海洋勘探也是激光雷达擅长的领域。
他说:“随着人类希望更多地了解海洋,并试图阻止气候变化和对98.5%的地球生物圈的破坏,海洋数据正变得越来越重要。”
使用特定颜色激光的测深激光雷达可以穿透比可见光更深的地方,并快速绘制水下25—50米的精确地图。
像Terradepth这类的公司正在将激光雷达安装在可以进行更深水域调查的水下自主潜水器上。

科大讯飞发布的“城市超脑计划”
纳斯达克上市的“元宇宙全息AR第一股”微美全息宣布其3D全息脉冲激光雷达产品“WiMi HoloPluse LiDAR”,获得美国联邦通信委员会许可,准许进入美国市场。
这预示着微美全息将应用在自动驾驶、环境感知、3D全息成像、先进的驾驶员辅助系统(ADAS)、交通管理、3D打印等领域。
WiMi HoloPluse LiDAR是一款多功能全息脉冲激光雷达传感器,探测视野大,探测距离远,具有独特的扫描模式,其尺寸小且重量轻。
自带点云接口,操作时不需要额外连接适配器盒。
WiMiHoloPluse LiDAR激光雷达方案提供与硬件产品配套的软件开发包,包括目标检测、分类和计数等功能。数字孪生技术的关键之一便是以高保真度和高频率更新现实世界的模型。
激光雷达恰好可以作为立体相机等技术的补充,用于从物理世界捕捉3D数据,并将这些数据输送到数字孪生或元宇宙应用中,微美全息在不断的创新中寻找新的增长点,也表达了对元宇宙带来长期超越想象的潜力和机会有着绝对的信心。

微美全息的3D全息脉冲激光雷达产品“WiMi HoloPluse LiDAR”


