無人機(jī)機(jī)載激光雷達(dá),作為激光雷達(dá)與無人機(jī)相結(jié)合的一種應(yīng)用系統(tǒng),能夠直接有效地測量三維現(xiàn)實(shí)世界,并且具有全天候作業(yè)、數(shù)據(jù)精度高、層次細(xì)節(jié)豐富等優(yōu)點(diǎn)。

對比無人機(jī)航空攝影測量技術(shù),由于成像機(jī)理和采集到的原始數(shù)據(jù)的不同,機(jī)載激光雷達(dá)能夠解決夜晚作業(yè)、植被提取、DEM提取、精細(xì)化結(jié)構(gòu)建模等傳統(tǒng)航空攝影測量做不到的操作。

由于激光雷達(dá)優(yōu)異的特性,已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)代測繪工作中不可或缺的重要組成部分,可廣泛應(yīng)用于地形測繪、三維建模、電力巡檢、農(nóng)林業(yè)普查等領(lǐng)域。根據(jù)ASDReports發(fā)布的《2017-2021年全球機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)市場、分析和預(yù)測》研究報告顯示,全球機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)市場預(yù)計(jì)在2021年底將達(dá)到15.5億美元。

雖然前景一片大好,但就目前發(fā)展情況來看,無人機(jī)激光雷達(dá)的普及程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,導(dǎo)致應(yīng)用場景落地緩慢,離市場期待速度相距甚遠(yuǎn)。機(jī)載激光雷達(dá)實(shí)際上面臨著剪刀差式的局面,產(chǎn)品價格高、集成度低、操作復(fù)雜,使用體驗(yàn)嚴(yán)重縮水,性價比問題是影響激光雷達(dá)普及的主要“元兇”。

1.使用成本高居不下

高成本,一直是制約激光雷達(dá)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。盡管各大雷達(dá)廠商對產(chǎn)品進(jìn)行了相關(guān)優(yōu)化,在價格方面有了些許的讓步,但由于核心技術(shù)主要依賴于國外進(jìn)口,導(dǎo)致成本高居不下。今天,一套成熟的機(jī)載激光雷達(dá)載荷的市場價格也還是要高達(dá)幾十萬元人民幣左右,超出了用戶的預(yù)算承受能力。此外,部分國產(chǎn)激光雷達(dá)產(chǎn)品,其性能指標(biāo)和穩(wěn)定器還很難達(dá)到作業(yè)要求,比如存在只支持單回波、探測距離較短、模型精度差等問題。

2.重量大,不便攜

根據(jù)專業(yè)人士分析,現(xiàn)有機(jī)載激光雷達(dá)的重量還有進(jìn)一步減重的空間。偏重的重量會導(dǎo)致飛行平臺續(xù)航時間的縮短,或者是迫使用戶選擇體型更大、價格更貴的無人機(jī),使用戶的使用成本和門檻變高,不利于機(jī)載激光雷達(dá)的普及與推廣。

3.點(diǎn)云利用率受限

目前在無人機(jī)航測中使用的機(jī)載激光雷達(dá)多采用回轉(zhuǎn)式激光雷達(dá),點(diǎn)云利用率極低,60%以上的采集數(shù)據(jù)是無效的。從應(yīng)用場景上來看,回轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)其實(shí)更適用于車載和地面測繪,而機(jī)載更應(yīng)該采用框幅式激光雷達(dá),這樣才能盡量使掃描的所有點(diǎn)云都是有效數(shù)據(jù)。

4.集成方式簡單粗暴

如今的機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng),已經(jīng)出現(xiàn)了一體化的發(fā)展趨勢,不但能夠?qū)T導(dǎo)集成在系統(tǒng)內(nèi),有些廠商還加入了可見光相機(jī),為激光雷達(dá)提供真彩色顏色渲染,使得其能夠快速生成實(shí)景三維模型。只不過就目前的情況來看,絕大多數(shù)產(chǎn)品都只是把可見光相機(jī)與激光雷達(dá)簡單的拼湊在一起,負(fù)載多使用外掛RTK模塊。兩者的集成度仍然較低,還處在昂貴的組裝機(jī)時代。

隨著機(jī)載激光雷達(dá)在行業(yè)應(yīng)用的推進(jìn),其性價比和集成度等問題已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展桎梏。

機(jī)載激光雷達(dá)市場迫切需要一款真正意義上能夠推動技術(shù)平民化普及的產(chǎn)品出現(xiàn),從而帶動更為高效、廣泛的針對不同應(yīng)用場景的解決方案。相信屆時將迎來大規(guī)模應(yīng)用場景開發(fā)的井噴,并為社會創(chuàng)造更多價值。