“万元级”无人机激光雷达系统!大疆要把航测平民化进行到底

时间:2021-09-13        浏览:4185

       2020年10月,大疆高调发布了首款测绘无人机激光雷达负载——L1。
       坊间传闻,这款产品的定价,会让同行后背发凉、让用户起立鼓掌。
       L1集合了Livox激光雷达、测绘相机、三轴增稳云台、高精度组合导航系统等模块,全重只有900克。3个多月前,它开始接受客户预订单,其报价也终于浮出水面——
       不加保险费的话,8万元左右!
       这个价格号称“史上最低”,把动辄几十万的同类产品拉进了“万元时代”。
 
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L1
 
【“无人机+激光雷达”】
       激光雷达的核心组件,包括激光发射器和接收器。
       发射器发出一束激光,打在物体表面的一个点上后,再反射回接收器。根据激光的速度和它往返所需的时间,就能计算出激光器和目标点之间的距离。再结合激光发射的角度、卫星导航定位出的激光器空间位置,就能测算出目标点的三维空间数据。
       一个激光雷达,一次能发出几十上百速激光。用它去扫描一栋建筑,每分钟能得到成百上千万个目标点的三维空间数据。这些数据经过降噪、误差校正后,会以一个个小“点”的形式在电脑屏幕上显示。“点”又多又密集,好似云团,故得名“点云”。“点云”的模样,就是被扫描建筑的三维模型。
       以上,就是激光雷达测绘原理的通俗解释。
 
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L1采集的某森林伐区点云成果图
 
       激光雷达可以装上汽车、卫星、飞机,也可装在肩抗手提的设备里。车载、星载、机载乃至人载,各有优劣,可针对性满足不同类型的测绘需求。
       近年来,以大疆为代表的小型无人机走进了大众视野。相比其它飞行器,它成本低廉、操作简单、机动灵活。它跟激光雷达相结合,能创造出新的测绘手段,解决很多领域的痛点难点。比如高落差地区的输电线路巡检,过去由人工扛着设备跋山涉水,换成搭载激光雷达的无人机从空中进行测绘,效率和安全性就会大大提升。
       过去几年里,国内也兴起了一批激光雷达企业。它们陆续推出了一些适用于小型无人机的激光雷达负载,售价通常在二三十万元之间,比之前占据国内市场的同类进口产品低了近一半。
       但从普及应用的角度看,这个价格还是有点高。至少,大疆是这么认为的。
 
【Livox——览沃科技】
       激光雷达的这一波国产化浪潮,主要推力来自自动驾驶汽车产业。
       长沙等城市的街头,已有自动驾驶出租车在进行路测。车的顶部都有一个罩子,里面装的就是激光雷达。它负责感知周边环境信息,相当于自动驾驶汽车的眼睛。
       全世界有超过10亿台汽车,从长远看,它们最终会被自动驾驶汽车取代。这个过程会经历反复探索,具体到车载传感器技术,激光雷达也不一定是最终选择。
       但在可预见的将来,激光雷达还是会占据一定市场优势。蔚来、小鹏、奥迪、日产等新老车企,都推出了装载激光雷达、有部分自动驾驶功能的汽车。按照投资机构的预测,到2025年,中国每100辆私人汽车就会有3辆装载激光雷达。
       广阔的市场前景,吸引了诸多中国企业入局。大疆创新是其中之一,它在2016年孵化了一家激光雷达企业——Livox(览沃科技)。
       当时最主流的车载激光雷达,是机械式。它通常装在车顶,通过不断旋转获取360度环境数据,好处是扫描速度快、信噪比高。但不断旋转意味着零部件易磨损,也造成了成本高、生产装配复杂等缺点。
       Livox选择了一条“非主流”路线——旋镜式激光雷达。相比机械式,旋镜式只有部分机械部件转动或振动,好处是磨损小、可靠性强、成本低、易量产。
 
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Livox的自动化生产线
 
【又一个“价格炸弹”】
       Livox为什么会选择这条路?
       有行业媒体分析过其中关键:车载激光雷达正从1.0时代迈向2.0时代。1.0时代的主要任务是配合自动驾驶汽车开展测试验证,技术成熟、性能优越的机械式激光雷达,更符合整车厂客户的需求;2.0时代,整车厂有了更多商业化考量,配件的成本、可靠性、可量产性会被优先考虑。
       这个道理,也可以用来解释华为的选择。作为车载激光雷达行业的“后来者”,它也没选择机械式,而是和旋镜式类似的转镜式。
       根据大疆方面的说法,Livox拥有“多激光收发模组集成与封装”等创新性技术,加上高度模块化和自动化的产线设计,足以实现激光雷达的量产。
       在大疆的发展史中,“形成量产能力”往往意味着“价格大幅降低”。大疆消费级无人机、植保无人机的故事,都是很好的说明。Livox在2020年初发布的两款可用于自动驾驶的激光雷达——Horizon 和 Tele-15,再次佐证了上述规律。
       这两款产品,售价分别是 6499 元和 8999 元。之前动辄上万美元的车载激光雷达,被拉到“千元人民币”水平。
       车载激光雷达和无人机载激光雷达,在技术和生产工艺上并无本质差别。Livox能做好前者,也搞得定后者。背靠这个“物美价廉”的供应方,加上其它产件的配套能力,大疆确实有资本往无人机激光雷达领域再丢一个“价格炸弹”。
       于是,有了“万元级”的L1。
       一款新型武器,得纳入作战体系才能形成战斗力。与之同理,L1的背后也有一套产品体系,以及行业布局的总体考量。
 
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搭载L1的大疆无人机
 
【无人机航测遥感“平民化”】
       无人机测绘遥感技术的应用推广,历来存在几个难点。
       一是价格贵。以无人机激光雷达负载为例,一套负载要卖几十万的时候,往往只有少数甲级测绘单位才愿意买。
       二是操作难。有些用户花大价钱买了设备,发现不好用或用不好,又把它“束之高阁”。
       三是应用窄。价格和技术门槛,把很多传统测绘圈之外的用户挡在了门外。
       “针对这几个难点,大疆推出了一体化解决方案。” 大疆测绘行业负责人魏坤岭说。。
       他所指的这套方案,包括4个关键性产品,分别是:2019年3月推出的航测软件“大疆智图”, 2020年5月面世的旗舰机M300 RTK,2020年10月发布的航空摄影测量负载P1、激光雷达负载L1。
       M300 RTK,号称“大疆性能最强的行业无人机”。它支持55分钟超长续航、最远15公里传图,面对范围大小不同的多种作业场景,都能比较好地适用;它具备六向定位避障功能,增强了恶劣环境和复杂任务下的生存能力……这些设计,都传递出“广泛应用”的意图。按大疆的官方说法,这款无人机适用于测绘、应急救灾、警务执法、能源巡检等诸多领域。
       应急救灾、能源巡检等,不属于传统意义上的测绘领域。但它们同样有获取地理和空间信息的需求,可视之为“泛测绘”领域。这些行业的用户,不一定具备测绘专业背景,面对无人机航测遥感设备时,通常会觉得“不会用”或“用不好”。
       针对这一点,大疆的上述4个产品在“智能化操作”方面下了不少功夫。
       以L1为例,它的传感部件包括激光雷达和一台测绘相机。二者结合,能直接生产真彩色三维模型,并在无人机遥控器上实时查看。在灾害现场勘测等精度要求不高、时效性要求很高的场景中,这个功能就很有用。
       再说“大疆智图”。它是PC端软件,需要对采集数据进行高精度处理时,会用到这类软件。它的智能化亮点包括——多种任务规划模式、数据一站式处理等,对没有测绘专业背景的用户颇为友好。
       P1也值得一提。这款拥有4500万像素全画幅传感器的摄影测量负载,具备智能摆动拍摄功能,解决了照片和POS数据分开存储的痛点,能给外业和内业工作都省去不少麻烦。
       P1的价格,虽不像L1那般“史上最低”,但也称得上亲民。
       “M300 RTK+L1/P1+大疆智图”的一体化解决方案,如何评价?魏坤岭觉得可以用三个关键词来概括,“价格平民化”、“技术平民化”、“应用平民化”。
       三者相辅相成。如魏坤岭所说,大疆希望朝着这三个方向持续发力,有效解决“价格贵”、“操作难”、“应用窄”三大难点,把无人机航测遥感平民化进行到底。
 
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大疆测绘行业负责人魏坤岭 
 
【党建故事——年轻的党支部】
       从员工年龄结构看,大疆是一家很年轻的公司。公司党委下设的15个党支部,也都很“年轻”——700余名党员, 72%是90后,99.8%在40岁以下。其中,大学本科以上学历者占比98%;研究生以上者占比70%。
       大疆一直高举“科技创新”的旗帜,它所拥有的无人机专利数量,在全球企业中位居前列。这些数量庞大且不断增长的专利,一方面保障了大疆的产品成色,另一方面也有助力大疆参与全球市场竞争。要维系这两方面优势,大疆得在推进技术研发的同时,加强知识产权保护。
       基于以上背景,大疆党委将党建工作与企业文化深度融合,引导广大党员在技术研发攻关、保护知识产权等方面当先锋、做表率。公司党员队伍的年轻化、高知化,是实现这一目标的关键助力。
 
文/地信网
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