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設備與工具機載激光雷達,作為激光雷達與無人機相結合的一種應用系統(tǒng),能夠直接有效地測量三維現(xiàn)實世界,并且具有全天候作業(yè)、數(shù)據(jù)精度高、層次細節(jié)豐富等優(yōu)點。
對比航空攝影測量技術,由于成像機理和采集到的原始數(shù)據(jù)的不同,機載激光雷達能夠解決夜晚作業(yè)、植被提取、DEM提取、精細化結構建模等傳統(tǒng)航空攝影測量做不到的操作。
由于激光雷達優(yōu)異的特性,已經逐漸成為現(xiàn)代測繪工作中不可或缺的重要組成部分,可廣泛應用于地形測繪、三維建模、電力巡檢、農林業(yè)普查等領域。根據(jù)ASDReports發(fā)布的《2017-2021年全球機載激光雷達系統(tǒng)市場、分析和預測》研究報告顯示,全球機載激光雷達系統(tǒng)市場預計在2021年底將達到15.5億美元。
雖然前景一片大好,但就目前發(fā)展情況來看,激光雷達的普及程度遠遠不夠,導致應用場景落地緩慢,離市場期待速度相距甚遠。機載激光雷達實際上面臨著剪刀差式的局面,產品價格高、集成度低、操作復雜,使用體驗嚴重縮水,性價比問題是影響激光雷達普及的主要“元兇”。
1.使用成本高居不下
高成本,一直是制約激光雷達發(fā)展的關鍵因素之一。盡管各大雷達廠商對產品進行了相關優(yōu)化,在價格方面有了些許的讓步,但由于核心技術主要依賴于國外進口,導致成本高居不下。今天,一套成熟的機載激光雷達載荷的市場價格也還是要高達幾十萬元人民幣左右,超出了用戶的預算承受能力。此外,部分國產激光雷達產品,其性能指標和穩(wěn)定器還很難達到作業(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)有機載激光雷達的重量還有進一步減重的空間。偏重的重量會導致飛行平臺續(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,使用戶的使用成本和門檻變高,不利于機載激光雷達的普及與推廣。
3.點云利用率受限
目前在無人機航測中使用的機載激光雷達多采用回轉式激光雷達,點云利用率極低,60%以上的采集數(shù)據(jù)是無效的。從應用場景上來看,回轉式激光雷達其實更適用于車載和地面測繪,而機載更應該采用框幅式激光雷達,這樣才能盡量使掃描的所有點云都是有效數(shù)據(jù)。
4.集成方式簡單粗暴
如今的機載激光雷達系統(tǒng),已經出現(xiàn)了一體化的發(fā)展趨勢,不但能夠將慣導集成在系統(tǒng)內,有些廠商還加入了可見光相機,為激光雷達提供真彩色顏色渲染,使得其能夠快速生成實景三維模型。只不過就目前的情況來看,絕大多數(shù)產品都只是把可見光相機與激光雷達簡單的拼湊在一起,負載多使用外掛RTK模塊。兩者的集成度仍然較低,還處在昂貴的組裝機時代。
隨著機載激光雷達在行業(yè)應用的推進,其性價比和集成度等問題已經成為行業(yè)發(fā)展桎梏。
機載激光雷達市場迫切需要一款真正意義上能夠推動技術平民化普及的產品出現(xiàn),從而帶動更為高效、廣泛的針對不同應用場景的解決方案。相信屆時將迎來大規(guī)模應用場景開發(fā)的井噴,并為社會創(chuàng)造更多價值。
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