前不久，在一次選題會(huì)上，首席鈦妹趙何娟講述了硅谷的一次經(jīng)歷，稱一家硅谷的3D打印公司可以獨(dú)家定制一個(gè)“自己”，進(jìn)入這家公司，你只需站在一個(gè)位置，便可以完成對(duì)身體360度掃描，之后便可以在官網(wǎng)查看掃描完成的圖像，若要打印，只需點(diǎn)擊確認(rèn)便可以完成一個(gè)3D打印的“自己”，但可惜的是鈦妹兩次圖像掃描都是模糊的，只好作罷。

 

當(dāng)然，我們不是想單純吐槽這次很糟糕的體驗(yàn)，由此引發(fā)的是針對(duì)3D打印掃描過(guò)程所采用的底層技術(shù)討論，一項(xiàng)未來(lái)也將適用于智能機(jī)器人、無(wú)人駕駛汽車、虛擬現(xiàn)實(shí)、建筑工程、軍事巡航等領(lǐng)域的底層技術(shù)：激光雷達(dá)。鈦媒體也首次整理激光雷達(dá)的起源、發(fā)展、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀以及未來(lái)巨大的市場(chǎng)潛力：

 

激光雷達(dá)，英文全稱為 Light Detection And Ranging，簡(jiǎn)稱LiDAR，即光探測(cè)與測(cè)量，是一種集激光，全球定位系統(tǒng)（GPS）和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）三種技術(shù)于一身的系統(tǒng)，用于獲得數(shù)據(jù)并生成精確的DEM（數(shù)字高程模型）。這三種技術(shù)的結(jié)合，可以高度準(zhǔn)確地定位激光束打在物體上的光斑，測(cè)距精度可達(dá)厘米級(jí)，激光雷達(dá)最大的優(yōu)勢(shì)就是“精準(zhǔn)”和“快速、高效作業(yè)”。

 

激光雷達(dá)運(yùn)作時(shí)，只需進(jìn)行非接觸掃描可以在短時(shí)間內(nèi)獲取物體和環(huán)境空間點(diǎn)的三維數(shù)據(jù)和信息，由于收集的數(shù)據(jù)是以點(diǎn)的形式組成，所以這些數(shù)據(jù)被稱作點(diǎn)云數(shù)據(jù)，其最大的特點(diǎn)是可以進(jìn)行后期的處理，依靠獲取的數(shù)據(jù)便能夠建立完整的三維立體模型，而如今隨著商用GPS及IMU（慣性測(cè)量單元）的發(fā)展，通過(guò)LIDAR從移動(dòng)平臺(tái)上（比如在機(jī)器人、飛機(jī)上）獲得高精度的數(shù)據(jù)已經(jīng)成為可能并被廣泛應(yīng)用。

 

起源于軍事需要

 

激光雷達(dá)最初起源于軍事需要，作為目標(biāo)探測(cè)和跟蹤系統(tǒng)被認(rèn)為是更難被敵軍干擾和探測(cè)到的裝置，憑借激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)高清晰度的成像以收集足夠的細(xì)節(jié)來(lái)識(shí)別目標(biāo)，如坦克、飛機(jī)或步行中的人，這也促使機(jī)載激光雷達(dá)比地面激光雷達(dá)更具優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用場(chǎng)景更為豐富。

 

事實(shí)上，激光雷達(dá)在20世紀(jì)70年代發(fā)才真正展起來(lái)，當(dāng)時(shí)在航天方面主要用于測(cè)量火箭初始飛行階段的彈道軌跡，近兩年最為大眾稱道的是用于無(wú)人駕駛汽車導(dǎo)航和制導(dǎo)的激光雷達(dá)，特別是它可以使無(wú)人機(jī)和無(wú)人駕駛汽車自行避開障礙物。

 

激光雷達(dá)恰恰是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制車速的 ACC（主動(dòng)巡航控制系統(tǒng)）以及未來(lái)無(wú)人駕駛汽車必須用到的核心技術(shù)，谷歌無(wú)人駕駛汽車使用的就是美國(guó)車用激光雷達(dá)探測(cè)器巨頭護(hù)航(Escort)公司的產(chǎn)品和技術(shù)，Escort 公司在美國(guó)已有35年歷史，該企業(yè)研發(fā)的雷達(dá)產(chǎn)品在美國(guó)占有50%以上市場(chǎng)份額，它已經(jīng)實(shí)現(xiàn)一套完整的感應(yīng)系統(tǒng)，可以對(duì)周圍環(huán)境360度無(wú)死角關(guān)注，加上無(wú)人駕駛系統(tǒng)的“心臟”，就是位于汽車頂部的激光雷達(dá)探測(cè)儀，有利于三維識(shí)別周邊環(huán)境的3D地圖，即使汽車在高速路上時(shí)，雷達(dá)也可以讓汽車“看”得更遠(yuǎn)。此外，由于谷歌無(wú)人駕駛汽車還配有獨(dú)立的GPS裝置，配合激光雷達(dá)，與地圖信息對(duì)照，便可以實(shí)時(shí)更新當(dāng)前所在位置。

 

除了谷歌之外，包括大眾、日產(chǎn)、豐田等公司都在研發(fā)和測(cè)試無(wú)人駕駛汽車技術(shù)，自然也要用到激光雷達(dá)，豐田公司已經(jīng)獨(dú)自研制了一套激光雷達(dá)系統(tǒng)。但目前來(lái)看，各公司開展的自動(dòng)駕駛實(shí)驗(yàn)大多使用美國(guó) Velodyne 公司制造的激光雷達(dá)，因?yàn)?Velodyne 的產(chǎn)品便宜，它已經(jīng)發(fā)布了針對(duì)大眾市場(chǎng)自動(dòng)駕駛車型研發(fā)的小體積、低價(jià)格的激光雷達(dá)系統(tǒng)，不過(guò)仍然需要約4.9萬(wàn)元人民幣， Velodyne 希望借此促進(jìn)激光雷達(dá)在小型化設(shè)備上的發(fā)展，幫助更多汽車廠商構(gòu)建自己的自動(dòng)或半自動(dòng)駕駛汽車。在可以預(yù)見的未來(lái)，無(wú)人駕駛汽車的發(fā)展必將引發(fā)激光雷達(dá)的一次大爆發(fā)。

 

國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)市場(chǎng)現(xiàn)狀

 

事實(shí)上，激光雷達(dá)除了用于軍事和商業(yè)領(lǐng)域，已經(jīng)把觸角伸向了民用領(lǐng)域。在國(guó)外，激光雷達(dá)已經(jīng)成為民用領(lǐng)域的“寵兒”，但市場(chǎng)份額大多被諸如瑞士Leica、加拿大Optech、奧地利Riegl、美國(guó)Trimble等老牌測(cè)繪企業(yè)占據(jù)。然而隨著激光雷達(dá)不斷深入到國(guó)計(jì)民生的各個(gè)方面，在國(guó)內(nèi)也不乏一些在激光雷達(dá)領(lǐng)域探索的創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)，涉及的產(chǎn)業(yè)鏈也頗為豐富，各種工具、后期處理軟件、定制服務(wù)層出不窮。

 

數(shù)字綠土科技就是一家致力于激光雷達(dá)技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用的國(guó)內(nèi)初創(chuàng)企業(yè)，創(chuàng)始人郭慶華是“青年千人計(jì)劃”創(chuàng)業(yè)的典型代表，該公司已自主開發(fā)了激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)管理、分析和建模的平臺(tái)軟件以及基于激光雷達(dá)數(shù)據(jù)的林業(yè)應(yīng)用等專業(yè)軟件。數(shù)字綠土副總經(jīng)理葉偉強(qiáng)告訴鈦媒體，他們想要實(shí)現(xiàn)的是為客戶提供數(shù)據(jù)采集、點(diǎn)云數(shù)據(jù)后處理的一站式解決方案，其中已經(jīng)成型的產(chǎn)品有 Li-Air 無(wú)人機(jī)激光雷達(dá)掃描系統(tǒng)、Li-Mobile車載激光雷達(dá)系統(tǒng)以及 Lidar360 點(diǎn)云處理軟件。

 

值得一提的是，其自主研發(fā)的第一款硬件產(chǎn)品無(wú)人機(jī)激光雷達(dá)系統(tǒng)Li-Air，已經(jīng)完成了第一次破冰之旅，在擊敗了眾多歐美競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的情況下，獲得了香港地政署的采購(gòu)合同。

 

葉偉強(qiáng)告訴鈦媒體，數(shù)字綠土也在獨(dú)立開發(fā)無(wú)人機(jī)，搭配自家的激光雷達(dá)系統(tǒng)和點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理軟件，以實(shí)現(xiàn)為客戶提供一站式定制化服務(wù)。那么這樣會(huì)不會(huì)與風(fēng)頭正勁的無(wú)人機(jī)廠商構(gòu)成競(jìng)爭(zhēng)？

 

葉偉強(qiáng)的回答是：No。在他看來(lái)，當(dāng)下的無(wú)人機(jī)更像是一個(gè)玩物，做的是大眾市場(chǎng)，而數(shù)字綠土專注的是包括數(shù)字三維森林、數(shù)字三維地形、數(shù)字城市建設(shè)、災(zāi)害預(yù)警評(píng)估和地籍調(diào)查服務(wù)等方面的解決方案，不但不會(huì)與無(wú)人機(jī)廠商構(gòu)成競(jìng)爭(zhēng)，反而有機(jī)會(huì)合作。

 

這與億航 Ghost 無(wú)人機(jī)聯(lián)合創(chuàng)始人熊逸放的想法不謀而合。熊逸放告訴鈦媒體，激光雷達(dá)和無(wú)人機(jī)組合不失為一種合作的避障解決方案，未來(lái)不排除合作的可能，但他明確指出目前的激光雷達(dá)技術(shù)并不是很成熟，使用過(guò)程中存在很多不確定性，至于激光雷達(dá)技術(shù)公司是否研制無(wú)人機(jī)，則表示無(wú)所謂。

 

與數(shù)字綠土開發(fā)的數(shù)據(jù)處理軟件不同，發(fā)跡于上海的國(guó)內(nèi)創(chuàng)業(yè)公司 RoboPeak 則把激光雷達(dá)實(shí)踐于機(jī)器人領(lǐng)域，這支成立于2009年的團(tuán)隊(duì)，已經(jīng)在激光雷達(dá)底層技術(shù)沉淀了6年，其創(chuàng)始人是在國(guó)內(nèi)創(chuàng)客圈很有名的陳士凱，該公司致力于機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS）、民用機(jī)器人平臺(tái)系統(tǒng)以及設(shè)備的設(shè)計(jì)研發(fā)，目的在于將機(jī)器人從工業(yè)層面帶入普通家庭，但是想要讓機(jī)器人進(jìn)入民用市場(chǎng)，首先就要突破價(jià)格高昂的關(guān)隘，所以去年 RoboPeak 順勢(shì)推出了低成本的激光雷達(dá) RPLidar ，相比動(dòng)輒上萬(wàn)元的工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，這款產(chǎn)品的價(jià)格低至千元，被控制在普通工業(yè)級(jí)激光雷達(dá)的十分之一，此款產(chǎn)品的出現(xiàn)也為以后開發(fā)消費(fèi)級(jí)機(jī)器人產(chǎn)品創(chuàng)造了可能。

 

為了配合 RPLidar 的使用，RoboPeak 還同步開發(fā)了小型化機(jī)器人應(yīng)用平臺(tái) RPMini，RPmini 配備了諸如加速計(jì)、陀螺儀、超聲波測(cè)距儀等多種傳感器，使用者可以使用藍(lán)牙無(wú)線控制 RPmini 和遠(yuǎn)程編程，不過(guò)在陳士凱的計(jì)劃里，機(jī)器人 RPMini 目前屬于研究和測(cè)試激光定位的載體，待以后基于底層的激光雷達(dá)技術(shù)趨于完善之時(shí)，才會(huì)考慮產(chǎn)品化，比如簡(jiǎn)單的智能掃地機(jī)、導(dǎo)航功能的機(jī)器人等等。

 

面臨的困境和考驗(yàn)

 

不難看出，如今激光雷達(dá)技術(shù)已經(jīng)滲入包括軍事、商用、民用的各個(gè)層面，未來(lái)更有望在3D打印、無(wú)人駕駛、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域開拓全新局面，事實(shí)上目前國(guó)內(nèi)的激光雷達(dá)市場(chǎng)已經(jīng)呈現(xiàn)迅猛增長(zhǎng)的勢(shì)頭，但是根據(jù)鈦媒體的觀察以及與一些創(chuàng)業(yè)者聊的結(jié)果來(lái)看，國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)市場(chǎng)依然混亂，“貼牌”、“山寨”廠商泛濫，缺乏連貫的產(chǎn)業(yè)鏈以及配套設(shè)備。除此之外，創(chuàng)業(yè)公司普遍缺乏成熟的底層算法，限于技術(shù)難點(diǎn)和硬件成本高，多數(shù)企業(yè)主要做的是代理和服務(wù)。

 

 

其中一位創(chuàng)業(yè)者告訴鈦媒體，與激光雷達(dá)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)，如何高精度的處理采集到的數(shù)據(jù)也是關(guān)鍵的一環(huán)。“激光雷達(dá)會(huì)采集豐富的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，信息量龐大，目前常用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式不統(tǒng)一，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)存在種種不足，數(shù)據(jù)精度很難保證，如何讓硬件、軟件和終端用戶實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)格式的統(tǒng)一，是整個(gè)激光雷達(dá)市場(chǎng)接下來(lái)必將面臨的難題”，他說(shuō)。

 

雖然如今的國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)市場(chǎng)看似陰云密布，但不可否認(rèn)的是市場(chǎng)需求的大幅增長(zhǎng)，必然會(huì)促使大批軟、硬件廠商的涌入，伴隨著上下游產(chǎn)業(yè)鏈的形成以及更完整解決方案的推出，或許在不久之后，便可以隨處可見激光雷達(dá)的身影，迎來(lái)真正的大爆發(fā)。