2023年4月11日，由安创加速器主办的【安创芯视野】第43期“高分辨率固态激光雷达及创新应用场景”活动完美落幕。本期我们邀请到了岭纬科技销售及市场总监芮明昭，他为大家带来了《高分辨率固态激光雷达及创新应用场景》主题分享，围绕激光雷达的发展趋势以及高分辨率雷达产品及创新应用场景等多个话题，与业界伙伴展开深入探讨。以下是本次线上直播的视频回顾与内容精编，感兴趣的朋友可以关注“安创加速器”公众号，持续关注我们后续的活动推送。
激光雷达的技术路线
目前，激光雷达在市场上有三种形式，以扫描形式来分类，可分为机械旋转雷达、混合/半固态雷达、纯/全固态雷达。
传统的机械旋转雷达是激光发射和接收单元一起旋转，以电机的形式为主，采用APD方式接收，它的特点就是可以做到较大的扫描角度，360°。但是由于动平衡以及机械的磨损，它的可靠性比较差，在此基础上，便衍生出混合/半固态雷达。
与机械旋转雷达有所区别的是，混合/半固态雷达的激光发射与接收单元是固定不变的，通过光路来扫描，光路在旋转，旋转也更为轻便。混合/半固态雷达的扫描结构主要有MEMS振镜和Polygon转镜两种形式，一般会采用APD或者SiPM接收，它的特点是角度比较有限，跟我们传统认知上的相机比较相似，在可靠性上，相对于机械旋转雷达来说，混合/半固态雷达有很大的提高，目前市场上比如辅助驾驶都是采用混合/半固态的形式。岭纬科技目前在MEMS和Polygon这两大技术路线上都有自己的产品。
纯/全固态激光雷达没有运动部件，可靠性是最佳的，技术原理是Flash，采用SPAD来接收。这是近两年才发展出来的技术，距离和角度受限，受环境光影响比较大，所以它的整个技术还在发展中。
目前市场上的激光雷达无外乎这三种形式，在远距离探测中，一般使用的都是混合/半固态雷达。
固态、高分辨率、视频融合
岭纬科技是一家激光雷达创新应用与技术服务解决方案提供商，我们目前在MEMS+1550nm技术路线上处于全球第一技术梯队。公司从2016年开始研发激光雷达，在光源还有InGaAs接收阵列及配套光学上都有一些核心的技术。2019年，公司产品开始投放到市场，在各行各业上都有一些应用。
我们的核心技术优势有三个方面，第一个是分辨率高，以垂直的线束为定义，我们目前的货架产品可以做到700线，目前在行业内来说这是一个非常高的分辨率；第二是探测能力远，目前我们的产品可以支持600米的距离的探测，这也是行业内非常领先的一个指标；第三是我们的视频融合技术，我们的雷达上有一个内置的摄像头，可以把摄像头上的RGB色彩和点云的XYZ空间数据做统一的标定，可以向客户直接输出真实的点云信息，是一个融合彩色信息的真三维传感器。
下面介绍一下岭纬科技的产品，首先是Titan M1，M代表的是MEMS，这是我们的一个标准产品，水平视场角有45°，可以做到480线分辨率，探测距离达200米，目前在智慧高速、轨道交通，还有一些港口上的应用会比较多。
在Titan M1之上，我们衍生出了Titan M1-A，它的探测精度提升到了±5mm，可以应用在三维建模、轨道交通上的接触网测量。同样，它的分辨率我们做到了700线，这样可以带来一个更精确的测量和定位。
还有一款Titan M1-R，可以达到600米的探测距离，在自动驾驶（重卡）、轨道交通、智慧高速可以有较好的应用。除此之外，Titan M1-R的视场角度是15°8°，角分辨率则提升到0.01°0.01°，目前在业内商用产品里，这也是一款比较高的雷达。
Titan M1-Pro是我们宽视角的一款产品，它的水平视场角可以达到120°，垂直视场角25°，在自动驾驶、智慧交通等场景上都可以应用，它的探测距离达200米。
以上是我们M1系列，下面介绍S2系列，它是一个纯固态系列，有两款产品：Ttian S2-70与Titan S2-120，这个系列的内部是没有任何旋转的，是一个纯固态的产品，可以在一些近距离的应用上去使用，如AGV的防碰撞、商超的人流统计和一些隐私场景下的室内保护。
最后是Titan P1系列，P代表的是Polygon，目前货架产品有单线激光雷达Titan P1-SL905-135，可以支持高刷新率，做到160赫兹。在体积测量、生产线的包裹分拣等工业级的测量场景上可以应用。
Titan P1-SL1550-120的探测距离可以达到780米，适合应用在较大的场景中，如三维建模、三维测绘、航运等。
这些就是岭纬科技的所有货架产品，包含MEMS系列、全固态系列、Polygon系列，涵盖了不同的波长，探测距离有最远达到的780米也有一些近距离的应用，有不同的视场角以及一些含内置摄像头的产品，基本上可以满足不同领域的应用。
说完硬件产品，下面介绍一下我们的软件产品。我们的NeuViewer可以支持Windows、Linux等系统全系列。另外我们还开发了Web客户端，可以支持前端与后端的分离，这样在一些特殊场景中，用户并不需要太强的算力去观看激光雷达的点云处理，就可以在很多领域中使用。
下图是我们高分辨率的一个扫描图像，这是我们2019年拍摄的。可以看出来，由于我们激光雷达高分辨率的特性，基本上可以带来一个图像级的感知。
激光雷达的创新应用场景
大家所熟知的是激光雷达在自动驾驶领域非常热门，除此之外，在各大交通领域上激光雷达的应用也比较多，诸如车路协同、轨道交通、三维测绘及一些安全辅助系统。接下来我以岭纬科技的产品在这些领域做的一些实际案例为大家讲解。
首先，激光雷达离不开自动驾驶，岭纬科技在这个领域跟一些集成商正在合作，有一些产品在跟他们做自动驾驶的项目。
第二，是车路协同、智慧高速这一块，一般分为三大部分，第一部分是路侧端，有激光雷达、毫米波雷达、摄像头。在路侧端它可以采集实时数据，这种实时的数据比较大，我们该如何处理呢？那就是在路端有个边缘测，将它实时的感知数据处理成结构化数据，结构化数据再通过有线或者无线的方式放到云端，通过云端去针对路测的实时数据做处理和事件分析。这就是整个激光雷达的数据处理链路，从激光雷达的原始数据到结构化数据，再把数据处理完后送到平台去做事件分析和平台展示。
目前在车路协同方面，岭纬科技在国内很多高速上（广深高速、平益高速等）都做了规模化的应用，我们的激光雷达可以提取车辆的车速、长宽高、方位，也可以与第三方传感器数据融合，做一些事件分析。去年我们在湖南平益高速上推出了新的光视一体机，就是在激光雷达的后方加了一个摄像头专门抓拍车牌，这样数据就可以输出车辆的车牌号、车身颜色、车型、车辆的长宽高、速度、方位，包括整个车间距和相关的数据，送往云平台做整个数字孪生、一些事件型的分析。
除了高速，岭纬科技还有在轨道交通上的应用，如地铁的自动驾驶辅助驾驶、接触网检测、列车前方侵限检测、轨道异物入侵监测以及屏蔽门异物检测。目前在青岛的6号线、8号线、杭州、上海、宁波等城市的地铁线路上都有运作我们的产品。
在时速达到200-300公里的高速铁路上，如果把激光雷达装在车身上，是来不及提前去做预警的，那么我们该如何解决这个问题呢？这就给我们带来一个新的思考，针对这种高速行驶的列车，我们只能在易发生事故的轨旁提前去布置激光雷达、相机做提前监控，如果有泥石流、落石、塌方等情况出现，就可以实时感知，提前预警，在列车还未到达现场前，提前通知减速或者停车，减少一些事故的发生。目前岭纬科技在国内的高铁线路上也落地了一些实际的项目。
第三个方向是三维测绘，在这个领域我们主要针对两大应用场景，第一是针对静止的，如仓库、室外大型堆积的沙子、石子，它堆在那里是不规则的形状，你也无法去知道它实际有多少方量，这时我们就可以通过激光雷达对货物进行扫描，然后得到它整个的外轮廓建模，再通过软件算法便可以得出数据。第二是针对会移动的，如火车、卡车，它装载了很多货物，且一直移动，那我们就实时去做一些它装载的体积测量。三维测绘我们还会有港口的应用，像一些大型的海港，我们有做船舶的靠岸，还有一些集装箱的调运以及飞机的泊位引导、FOD的检测。
以我们在青港岛上做的一个项目为例，大型货轮在靠泊码头时，不是靠自己停进去的，需要牵引船把它牵引进去，那么牵引船的尺寸也比较小，无法看清楚货轮离码头有多远，那我们的解决方案就是在码头布置五个激光雷达，当船舶靠近的时候，它就可以去实时感知，把获取到的距离、角度等数据通过无线技术发送到牵引船上，给它提供一个辅助的感知方案。
国内一些运河经常会发生货轮撞击桥墩的事件，我们的激光雷达就可以在航道上去实时监测船舶是否在正确的航道上，有没有超高或者超宽，我们可以去做整个的预警。
还有机场泊位，飞机去靠泊廊桥的时候都是通过人去现场指挥，其实这个场景我们完全可以通过自动化来实现。通过激光雷达，可以实时扫描前方的飞机，通过飞机的外轮廓尺寸、特征去识别它到底是什么机型。不同的机型要停泊在不同的位置，通过下图中的的LED显示屏，我们就可以给它一个直接的引导。目前在国内的一些机场，我们也做了实际的项目，已经验收通过，下一步会在很多地方推广。
再说到安防、入侵检测场景，这一部分的传统模式都是通过相机来进行。激光雷达与传统相机来比，主要有几个优势，第一个方面是传统相机需要被动光源，在夜间需要补光，甚至补完光后效果还是不好，那么激光雷达作为一个主动光源就不存在这个问题，它不需要依赖环境光，可以24小时不间断工作。第二个方面是激光雷达是三维感知，可以支持三维空间的监测区域布设，就是说，我可以在空中或者地面上划定不同的区域，这个区域可以设置厘米级的精度，而传统相机是平面信息，不能具备这种能力。此外，激光雷达还可以输出目标的尺寸、方位、速度，通过算法来实现，而相机是很难做到的。
以岭纬科技国内高压电塔的一个入侵检测的实际项目举例，这是一个三维的布防，下图中可以看到，在高压电塔的下方一般会有一条公路正在建设，上面可能会有一些工程机械，如吊车作业的时候，有可能它的距离会和高压线特别近，这种时候特高压电线会产生拉弧或者电击的事件，那我们就可以通过激光雷达去做一个空中的三维布设，提前预警，对安全事故进行监测。
激光雷达新品
最后给大家介绍我们公司今年专门面向自动驾驶推出的新产品Titan P1-ML905，它是905波长，探测距离达200米，这个方案主要给乘用车驾驶使用。现在有很多行业的专家、企业家说国内的竞争非常激烈，包括很多自动驾驶厂商正在亏本销售，那激光雷达厂商其实会承受到更多的压力，我们应对这种激烈竞争的方式其实就是通过技术创新，就像我们推出的这款新品一样，我们把成本更加优化，把价格做到万元以内，这样可以满足很多工业场景的应用。
以上就是今天的分享内容，大家如果有兴趣或者想继续了解岭纬科技的，也可以跟我联系，谢谢！
问答互动
1、岭纬科技在产品应用上有遇到过哪些技术难题和挑战吗？可以分享一下是怎么解决的吗？
答：激光雷达的研发是非常有难度的，以国内来说，目前做高分辨率激光雷达的公司屈指可数，特别是有实际产品在市场上应用、有一定知名度的公司其实不多，所以它还是非常有挑战性的。
2、现在激光雷达市场竞争比较激烈，那么岭纬科技会在市场上怎么保持竞争力呢？
答：唯一的出路就是通过技术创新来保证竞争力。
3、激光雷达可以实现人体三维移动的监控吗？尤其对于一些可能有暴力行动的动作进行监控报警？
答：激光雷达可以去探测、感知这样的动作行为，但是要想实际去对这个事件做预警的话，那就需要我们针对这个可能发生暴力行为的人去做一些他典型的特征或者姿态数据模型，建立这样的数据集去训练，之后才能实现这种监控，可能需要一些算法的工作。激光雷达本身是一个三维感知的器件，它在有很多方面的应用都需要算法来实现的。
