用無人機激光雷達進行國土測繪,一直有個長期難以解決的問題。激光雷達的精度是非常高的,但是飛行當中的任何一點運動軌跡變動,都會影響激光數(shù)據(jù),一旦處理不好,將差之毫厘,謬以千里。孫悟空騰空一躍,火眼金睛往下一照,腳下的地界哪兒有人煙、哪兒地勢險峻甚至何處有妖怪都能盡收眼底。如今,北京自主創(chuàng)新技術(shù)讓神話中的“火眼金睛”成為了現(xiàn)實。日前,作為中關(guān)村顛覆性技術(shù)儲備項目,北京數(shù)字綠土科技有限公司的無人機激光雷達掃描平臺擊敗歐美對手,拿下香港地政署訂單并順利交付使用,成功打開了國產(chǎn)尖端激光雷達技術(shù)在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的市場大門。
效率遠遠高于人工測繪
測繪工作人員人工采集地理、森林、管線等信息費時費力。以地籍測繪為例,要想將一平方公里的數(shù)據(jù)全面采集完,3人左右的工作小組,需要風雨無阻花費20天到一個月才能完成。
而若使用激光雷達無人機,不到一天就能完成所有工作,并在很短時間之內(nèi)將采集到的數(shù)據(jù)形成形象可用的報告。“數(shù)字綠土”生產(chǎn)的就是這樣的產(chǎn)品。
激光雷達會以激光作為信號源,以每秒幾十萬甚至幾百萬點的速度將激光打到地面的樹木、道路、橋梁和建筑物上。一部分光波會反射到激光雷達的接收器上,根據(jù)激光測距原理計算,就得到從激光雷達到目標點的距離。隨著激光不斷掃描目標物,就可以得到目標物上全部目標點的數(shù)據(jù)。用此數(shù)據(jù)進行成像處理后,就可得到精確的三維立體圖像。
事實上,激光雷達技術(shù)的運用,就是把傳統(tǒng)上費時費力的野外測繪工作“搬”到計算機上完成,自然大幅提高了效率。
在一片紅樹林的激光雷達掃描數(shù)據(jù)后臺,記者看到,這一大片樹林仿佛變成了千萬上億個小點兒。海量數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后,原本混亂無序的小點兒就變成了一棵棵輪廓分明的樹木。不斷放大模擬圖片,每棵樹的位置、樹冠、高度、胸徑,甚至連每片樹葉的邊緣都看得清楚。
擊敗歐美巨頭
很長時間以來,“激光雷達”一直是一項主要應(yīng)用在航空、軍工領(lǐng)域的技術(shù)。2012年年底,中科院教授、數(shù)字綠土技術(shù)創(chuàng)始人郭慶華意識到,這樣的“火眼金睛”技術(shù)如果應(yīng)用在震后房屋坍塌情況探測等應(yīng)急救援場景、電力高壓線檢查、大型文物區(qū)重建、植被檢測、土地確權(quán)測繪等方面,都會創(chuàng)造一片巨大的藍海。于是,他和同樣有創(chuàng)業(yè)夢想的郭彥明聯(lián)合創(chuàng)立了數(shù)字綠土公司。
“來自中國大陸的數(shù)字綠土公司,在競標中勝出!”前不久,一個喜訊從香港地政署傳來。
經(jīng)過半年時間,在與多家行業(yè)競爭者多輪“背靠背”(指公布競標結(jié)果前,參加競標的公司互不知對方身份、出價等信息)的競標后,數(shù)字綠土最終成功拿下香港地政署的無人機激光雷達采購項目。而在競爭者中,不乏被業(yè)內(nèi)視為全球最好的無人機激光雷達公司。
“香港地政署,其職能大致相當于內(nèi)地的國土局加測繪局,是激光雷達技術(shù)最能大展身手的政府部門。”數(shù)字綠土發(fā)言人葉偉強說。
在以往,香港地區(qū)對歐美國家成熟產(chǎn)品和技術(shù)更加青睞,拿下這一訂單,無異于敲開了國產(chǎn)自主創(chuàng)新激光雷達技術(shù)進軍經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的大門。
列入中關(guān)村顛覆性技術(shù)儲備項目
一家在激光雷達掃描領(lǐng)域成立不到三年的公司是如何擊敗歐美同行的?
公司成立前,硬件設(shè)備、數(shù)據(jù)采集、軟件底層算法——這三大激光雷達無人機平臺的關(guān)鍵環(huán)節(jié),國外競爭對手大多只做其中一塊。
“我們要的是一套完整的解決方案,而不是從他這買設(shè)備,從你那買軟件。”探訪多家客戶后,他們意識到,這項在全球內(nèi)都屬于新領(lǐng)域的技術(shù)要想大規(guī)模推向市場,必須“軟硬”結(jié)合。
手握“軟”實力,在激光雷達底層算法擁有核心技術(shù)的數(shù)字綠土,開始向“全能冠軍”的目標努力。
一臺無人機、加上搭載的激光雷達設(shè)備,價值近百萬元。為了千分之一失誤率也承擔不起的無人機平臺,他們一步步改進安全性能:優(yōu)化結(jié)構(gòu)和材料,同樣的機身重量,但強度更高、有效載荷更大;即使兩套系統(tǒng)都出現(xiàn)故障,該機還有緊急緩著陸系統(tǒng)確保萬無一失。
用無人機激光雷達進行國土測繪,一直有個長期難以解決的問題。激光雷達的精度是非常高的,但是飛行當中的任何一點運動軌跡變動,都會影響激光數(shù)據(jù),一旦處理不好,將差之毫厘,謬以千里。數(shù)字綠土以自主研發(fā)的軟件系統(tǒng)把激光雷達、慣性導航系統(tǒng)、GPS、存儲器等元件和無人機無縫整合在一起,把激光雷達數(shù)據(jù)進行完美的航跡解算,從而解決了這個難題。
如今,這個成立僅僅兩年多的初創(chuàng)公司已經(jīng)有了具備國際競爭力的軟件、硬件產(chǎn)品和服務(wù),被列入中關(guān)村顛覆性技術(shù)儲備項目,并拿到南方電網(wǎng)、新疆伊犁州國土局等訂單,其數(shù)據(jù)處理軟件lidar360已成功打開歐美市場
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2015-062301 |