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              “萬元級”無人機激光雷達系統!大疆要把航測平民化進行到底

              時間:2021-09-13        瀏覽:5632

                     2020年10月,大疆高調發布了首款測繪無人機激光雷達負載——L1。
                     坊間傳聞,這款產品的定價,會讓同行后背發涼、讓用戶起立鼓掌。
                     L1集合了Livox激光雷達、測繪相機、三軸增穩云臺、高精度組合導航系統等模塊,全重只有900克。3個多月前,它開始接受客戶預訂單,其報價也終于浮出水面——
                     不加保險費的話,8萬元左右!
                     這個價格號稱“史上最低”,把動輒幾十萬的同類產品拉進了“萬元時代”。
               
              圖片1
              L1
               
              【“無人機+激光雷達”】
                     激光雷達的核心組件,包括激光發射器和接收器。
                     發射器發出一束激光,打在物體表面的一個點上后,再反射回接收器。根據激光的速度和它往返所需的時間,就能計算出激光器和目標點之間的距離。再結合激光發射的角度、衛星導航定位出的激光器空間位置,就能測算出目標點的三維空間數據。
                     一個激光雷達,一次能發出幾十上百速激光。用它去掃描一棟建筑,每分鐘能得到成百上千萬個目標點的三維空間數據。這些數據經過降噪、誤差校正后,會以一個個小“點”的形式在電腦屏幕上顯示。“點”又多又密集,好似云團,故得名“點云”。“點云”的模樣,就是被掃描建筑的三維模型。
                     以上,就是激光雷達測繪原理的通俗解釋。
               
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              L1采集的某森林伐區點云成果圖
               
                     激光雷達可以裝上汽車、衛星、飛機,也可裝在肩抗手提的設備里。車載、星載、機載乃至人載,各有優劣,可針對性滿足不同類型的測繪需求。
                     近年來,以大疆為代表的小型無人機走進了大眾視野。相比其它飛行器,它成本低廉、操作簡單、機動靈活。它跟激光雷達相結合,能創造出新的測繪手段,解決很多領域的痛點難點。比如高落差地區的輸電線路巡檢,過去由人工扛著設備跋山涉水,換成搭載激光雷達的無人機從空中進行測繪,效率和安全性就會大大提升。
                     過去幾年里,國內也興起了一批激光雷達企業。它們陸續推出了一些適用于小型無人機的激光雷達負載,售價通常在二三十萬元之間,比之前占據國內市場的同類進口產品低了近一半。
                     但從普及應用的角度看,這個價格還是有點高。至少,大疆是這么認為的。
               
              【Livox——覽沃科技】
                     激光雷達的這一波國產化浪潮,主要推力來自自動駕駛汽車產業。
                     長沙等城市的街頭,已有自動駕駛出租車在進行路測。車的頂部都有一個罩子,里面裝的就是激光雷達。它負責感知周邊環境信息,相當于自動駕駛汽車的眼睛。
                     全世界有超過10億臺汽車,從長遠看,它們最終會被自動駕駛汽車取代。這個過程會經歷反復探索,具體到車載傳感器技術,激光雷達也不一定是最終選擇。
                     但在可預見的將來,激光雷達還是會占據一定市場優勢。蔚來、小鵬、奧迪、日產等新老車企,都推出了裝載激光雷達、有部分自動駕駛功能的汽車。按照投資機構的預測,到2025年,中國每100輛私人汽車就會有3輛裝載激光雷達。
                     廣闊的市場前景,吸引了諸多中國企業入局。大疆創新是其中之一,它在2016年孵化了一家激光雷達企業——Livox(覽沃科技)。
                     當時最主流的車載激光雷達,是機械式。它通常裝在車頂,通過不斷旋轉獲取360度環境數據,好處是掃描速度快、信噪比高。但不斷旋轉意味著零部件易磨損,也造成了成本高、生產裝配復雜等缺點。
                     Livox選擇了一條“非主流”路線——旋鏡式激光雷達。相比機械式,旋鏡式只有部分機械部件轉動或振動,好處是磨損小、可靠性強、成本低、易量產。
               
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              Livox的自動化生產線
               
              【又一個“價格炸彈”】
                     Livox為什么會選擇這條路?
                     有行業媒體分析過其中關鍵:車載激光雷達正從1.0時代邁向2.0時代。1.0時代的主要任務是配合自動駕駛汽車開展測試驗證,技術成熟、性能優越的機械式激光雷達,更符合整車廠客戶的需求;2.0時代,整車廠有了更多商業化考量,配件的成本、可靠性、可量產性會被優先考慮。
                     這個道理,也可以用來解釋華為的選擇。作為車載激光雷達行業的“后來者”,它也沒選擇機械式,而是和旋鏡式類似的轉鏡式。
                     根據大疆方面的說法,Livox擁有“多激光收發模組集成與封裝”等創新性技術,加上高度模塊化和自動化的產線設計,足以實現激光雷達的量產。
                     在大疆的發展史中,“形成量產能力”往往意味著“價格大幅降低”。大疆消費級無人機、植保無人機的故事,都是很好的說明。Livox在2020年初發布的兩款可用于自動駕駛的激光雷達——Horizon 和 Tele-15,再次佐證了上述規律。
                     這兩款產品,售價分別是 6499 元和 8999 元。之前動輒上萬美元的車載激光雷達,被拉到“千元人民幣”水平。
                     車載激光雷達和無人機載激光雷達,在技術和生產工藝上并無本質差別。Livox能做好前者,也搞得定后者。背靠這個“物美價廉”的供應方,加上其它產件的配套能力,大疆確實有資本往無人機激光雷達領域再丟一個“價格炸彈”。
                     于是,有了“萬元級”的L1。
                     一款新型武器,得納入作戰體系才能形成戰斗力。與之同理,L1的背后也有一套產品體系,以及行業布局的總體考量。
               
              圖片4
              搭載L1的大疆無人機
               
              【無人機航測遙感“平民化”】
                     無人機測繪遙感技術的應用推廣,歷來存在幾個難點。
                     一是價格貴。以無人機激光雷達負載為例,一套負載要賣幾十萬的時候,往往只有少數甲級測繪單位才愿意買。
                     二是操作難。有些用戶花大價錢買了設備,發現不好用或用不好,又把它“束之高閣”。
                     三是應用窄。價格和技術門檻,把很多傳統測繪圈之外的用戶擋在了門外。
                     “針對這幾個難點,大疆推出了一體化解決方案。” 大疆測繪行業負責人魏坤嶺說。。
                     他所指的這套方案,包括4個關鍵性產品,分別是:2019年3月推出的航測軟件“大疆智圖”, 2020年5月面世的旗艦機M300 RTK,2020年10月發布的航空攝影測量負載P1、激光雷達負載L1。
                     M300 RTK,號稱“大疆性能最強的行業無人機”。它支持55分鐘超長續航、最遠15公里傳圖,面對范圍大小不同的多種作業場景,都能比較好地適用;它具備六向定位避障功能,增強了惡劣環境和復雜任務下的生存能力……這些設計,都傳遞出“廣泛應用”的意圖。按大疆的官方說法,這款無人機適用于測繪、應急救災、警務執法、能源巡檢等諸多領域。
                     應急救災、能源巡檢等,不屬于傳統意義上的測繪領域。但它們同樣有獲取地理和空間信息的需求,可視之為“泛測繪”領域。這些行業的用戶,不一定具備測繪專業背景,面對無人機航測遙感設備時,通常會覺得“不會用”或“用不好”。
                     針對這一點,大疆的上述4個產品在“智能化操作”方面下了不少功夫。
                     以L1為例,它的傳感部件包括激光雷達和一臺測繪相機。二者結合,能直接生產真彩色三維模型,并在無人機遙控器上實時查看。在災害現場勘測等精度要求不高、時效性要求很高的場景中,這個功能就很有用。
                     再說“大疆智圖”。它是PC端軟件,需要對采集數據進行高精度處理時,會用到這類軟件。它的智能化亮點包括——多種任務規劃模式、數據一站式處理等,對沒有測繪專業背景的用戶頗為友好。
                     P1也值得一提。這款擁有4500萬像素全畫幅傳感器的攝影測量負載,具備智能擺動拍攝功能,解決了照片和POS數據分開存儲的痛點,能給外業和內業工作都省去不少麻煩。
                     P1的價格,雖不像L1那般“史上最低”,但也稱得上親民。
                     “M300 RTK+L1/P1+大疆智圖”的一體化解決方案,如何評價?魏坤嶺覺得可以用三個關鍵詞來概括,“價格平民化”、“技術平民化”、“應用平民化”。
                     三者相輔相成。如魏坤嶺所說,大疆希望朝著這三個方向持續發力,有效解決“價格貴”、“操作難”、“應用窄”三大難點,把無人機航測遙感平民化進行到底。
               
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              大疆測繪行業負責人魏坤嶺 
               
              【黨建故事——年輕的黨支部】
                     從員工年齡結構看,大疆是一家很年輕的公司。公司黨委下設的15個黨支部,也都很“年輕”——700余名黨員, 72%是90后,99.8%在40歲以下。其中,大學本科以上學歷者占比98%;研究生以上者占比70%。
                     大疆一直高舉“科技創新”的旗幟,它所擁有的無人機專利數量,在全球企業中位居前列。這些數量龐大且不斷增長的專利,一方面保障了大疆的產品成色,另一方面也有助力大疆參與全球市場競爭。要維系這兩方面優勢,大疆得在推進技術研發的同時,加強知識產權保護。
                     基于以上背景,大疆黨委將黨建工作與企業文化深度融合,引導廣大黨員在技術研發攻關、保護知識產權等方面當先鋒、做表率。公司黨員隊伍的年輕化、高知化,是實現這一目標的關鍵助力。
               
              文/地信網
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