LiDAR 是一種飛行時(shí)間 (ToF) 傳感技術(shù)，它以低功率脈沖激光并測(cè)量完成傳感器和目標(biāo)之間的往返行程所需的時(shí)間。

Quanergy 是一家在光電子領(lǐng)域運(yùn)營(yíng)的公司，尤其是在使用 LiDAR 技術(shù)進(jìn)行 3D 檢測(cè)方面，該公司還提供了一種解決方案，用于監(jiān)控空間中的人流，以防止過(guò)度擁擠并實(shí)施占用限制，甚至可以跟蹤身材高大的人溫度。

QORTEX 流量管理平臺(tái)已被提名為 2020 年大流行技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)的獲得者。在全球 Covid-19 大流行的浪潮中，Quanergy 對(duì)其平臺(tái)進(jìn)行了調(diào)整，以提供可靠的社交距離解決方案，這是控制疫情的最有效策略病毒的傳播。

“通過(guò)測(cè)量發(fā)射光的傳輸和接收之間的時(shí)間，您可以實(shí)時(shí)測(cè)量物體的距離，”Quanergy 首席營(yíng)銷官 Enzo Signore 說(shuō)。當(dāng) LiDAR 傳感器垂直和水平發(fā)射光時(shí)，收集的數(shù)據(jù)用于生成 3D 圖像，提供空間位置和深度信息以識(shí)別、分類和跟蹤移動(dòng)物體。

“Quanergy 戰(zhàn)略最初專注于為自動(dòng)駕駛汽車提供基于 LiDAR 的解決方案，”Signore 說(shuō)。“通過(guò)與許多客戶合作，我們看到 LiDAR 技術(shù)正在以更快的速度被其他市場(chǎng)所吸收，而不僅僅是汽車領(lǐng)域——尤其是基于 3D 無(wú)人機(jī)的地圖業(yè)務(wù)、智能城市、智能空間、安全和工業(yè)市場(chǎng)。因此，在過(guò)去幾年中，我們擴(kuò)大了產(chǎn)品戰(zhàn)略，為這些其他市場(chǎng)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品和解決方案。現(xiàn)在，我們看到了這種策略在加速市場(chǎng)采用方面的好處。Quanergy 現(xiàn)在處于非常有利的位置，不僅可以提供硬件傳感器，還可以提供軟件平臺(tái)，以支持市場(chǎng)可以迅速采用的許多復(fù)雜應(yīng)用。”

激光雷達(dá)技術(shù)在應(yīng)用于安全應(yīng)用時(shí)，可顯著減少誤報(bào)。與基于攝像頭的系統(tǒng)相比，LiDAR 解決方案還可以將每個(gè)覆蓋區(qū)域的成本降低十倍以上，并且精度顯著提高。由于其高精度，它們還允許您在空間占用和流量管理方面管理社交距離。

LiDAR 技術(shù)
LiDAR 基于一個(gè)非常簡(jiǎn)單的物理原理：向物體發(fā)送激光信號(hào)并計(jì)算信號(hào)返回其來(lái)源所需的時(shí)間。通過(guò) LiDAR 進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程非常快，因?yàn)樗婕暗乃俣仁枪馑佟?a target="_blank">工程師用來(lái)計(jì)算距離的公式如下：距離=（光速×飛行時(shí)間）÷2。

在 3D 映射應(yīng)用程序中，行進(jìn)的距離隨后被轉(zhuǎn)換為空間中的絕對(duì)位置。這些測(cè)量是通過(guò)使用飛機(jī) LiDAR 系統(tǒng)的關(guān)鍵組件進(jìn)行的，包括識(shí)別飛機(jī) XYZ 位置的 GPS 和提供飛機(jī)在天空中方向的慣性測(cè)量單元 (IMU)。

游戲中的光能反射到不同的方向。因?yàn)橐恍┕庾釉跇渲Φ任矬w上反射，而另一些則繼續(xù)向地面反射，因此一個(gè)光脈沖可能會(huì)發(fā)生多次反射。激光雷達(dá)傳感器測(cè)量的是波形或光能分布。

本質(zhì)上，它與雷達(dá)技術(shù)非常相似。兩者都使用速度、角度和范圍等參數(shù)。雷達(dá)使用無(wú)線電波而不是激光，這與使用像素來(lái)分析 2D 圖像中的物體的相機(jī)不同。LiDAR 可以提供 3D 圖像，從而完整地創(chuàng)建周圍世界。

與相機(jī)不同，激光雷達(dá)不提供任何隱私風(fēng)險(xiǎn)。“因?yàn)闆](méi)有面部識(shí)別，所以沒(méi)有侵犯隱私信息，”Signore 說(shuō)。

識(shí)別參數(shù)是定義為傳感器覆蓋的角度的視場(chǎng)。通常，LiDAR 傳感器的性能是在水平和垂直視場(chǎng)中測(cè)量的。

LiDAR 中要考慮的另一個(gè)因素是目標(biāo)的反射率。激光雷達(dá)技術(shù)反射光線；一些目標(biāo)比其他目標(biāo)反射得更好，更容易檢測(cè)到。白色表面比黑色表面反射更多的光。因此后者非常難以檢測(cè)。鏡子在可能不是傳感器方向的特定方向上反射，這與將入射光分散到各個(gè)方向的其他物體不同。

交通標(biāo)志和車牌等目標(biāo)向接收器反射高百分比的光，是 LiDAR 傳感器的良好目標(biāo)。由于這些差異，激光雷達(dá)傳感器的實(shí)際性能和最大有效范圍可能會(huì)根據(jù)目標(biāo)的表面反射率而有所不同。

Quanergy 激光雷達(dá)技術(shù)

“我們?yōu)槭袌?chǎng)帶來(lái)了許多獨(dú)特的價(jià)值主張，”Signore 說(shuō)。“第一個(gè)是關(guān)于點(diǎn)云的準(zhǔn)確性和豐富性。一切都與數(shù)據(jù)有關(guān)。因此，Quanergy 提供的比大多數(shù)其他解決方案更好的關(guān)鍵特性之一是我們可以生成非常豐富的 3D 點(diǎn)云。例如，使用我們的產(chǎn)品，我們每秒可以收集多達(dá) 130 萬(wàn)個(gè)脈沖。這為我們周圍的世界創(chuàng)造了非常豐富的 3D 圖像。

“第二個(gè)關(guān)鍵區(qū)別在于感知軟件，”他繼續(xù)說(shuō)道。“擁有點(diǎn)云很重要。但更重要的是如何解釋傳感器正在查看的內(nèi)容并理解它。因此，使用我們稱為 QORTEX 的感知軟件，我們現(xiàn)在可以解讀傳感器周圍的物體。例如，我們可以看到人、車輛和背景，然后我們可以計(jì)算出視野中有多少人，不僅包括 XYZ 位置，還包括他們移動(dòng)的速度和方向。傳感器可以確定你我之間的距離，并告訴我們我們是在 1 米、1.5 米還是 2 米之外。因此，我們也可以將此信息用于社交距離應(yīng)用程序。根據(jù)應(yīng)用類型，我們可以提供 95% 到 98% 的準(zhǔn)確度，這與光照條件無(wú)關(guān)；它可以是在一個(gè)完美的漆黑夜晚，也可以是在一個(gè)陽(yáng)光明媚的日子。另一個(gè)根本區(qū)別在于解決方案的總體成本。例如，在我們的案例中，使用我們的 M 系列，我們可以在 70 米外以超過(guò) 95% 的準(zhǔn)確度查看和分類對(duì)象。因此，使用一個(gè)傳感器，您可以覆蓋多達(dá) 15,000 平方米。你需要超過(guò) 100 臺(tái)攝像機(jī)才能覆蓋同一區(qū)域。”

Quanergy 提供硬件傳感器，例如 M 系列和 S 系列。M 系列 LiDAR 傳感器用于測(cè)繪、安全、智能城市和智能空間應(yīng)用。S 系列是真正的 100% 固態(tài)激光雷達(dá)，基于光學(xué)相控陣 (OPA) 技術(shù)，可提供抗振性和超過(guò) 100,000 小時(shí)的平均故障間隔時(shí)間 (MTBF)。此外，經(jīng)濟(jì)且可擴(kuò)展的 CMOS 硅工藝可實(shí)現(xiàn)極具成本效益的大規(guī)模生產(chǎn)。

QORTEX 流量管理平臺(tái)
Quanergy 的 QORTEX 流量管理平臺(tái)采用 LiDAR 傳感器和 AI 技術(shù)，可為人數(shù)統(tǒng)計(jì)、物體檢測(cè)、分類、跟蹤、監(jiān)控、社交距離等提供實(shí)時(shí)分析。

該平臺(tái)與熱像儀集成，以識(shí)別和跟蹤體溫高的人。隱私保護(hù)得到保障，無(wú)需注冊(cè)，不存在個(gè)人身份信息泄露的風(fēng)險(xiǎn)。該解決方案可用于監(jiān)控公司、零售店、機(jī)場(chǎng)、工廠、配送中心和公共交通中的社交距離。

每個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域都有其自身的復(fù)雜性和技術(shù)挑戰(zhàn)。您需要確保您有足夠的傳感器來(lái)覆蓋整個(gè)視野，而且還需要繞過(guò)遮擋物（例如柱子或其他復(fù)雜的環(huán)境、建筑元素）阻擋視野。

正在申請(qǐng)專利的 QORTEX 人員計(jì)數(shù)器平臺(tái)基于 QORTEX 感知軟件和 S3-2 固態(tài)激光雷達(dá)傳感器。這種集成的軟件/硬件解決方案結(jié)合了機(jī)器學(xué)習(xí)和 3D 感知算法來(lái)掃描傳感器的視野，分析 LiDAR S3-2 點(diǎn)云，并提供實(shí)時(shí)檢測(cè)到的人的匿名數(shù)據(jù)。S3-2 系列 LiDAR 傳感器使用 SensorFusion 技術(shù)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確計(jì)數(shù)。

QORTEX DTC（檢測(cè)、跟蹤、分類）是 Quanergy 平臺(tái)的大腦，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，生成大量數(shù)據(jù)，包括檢測(cè)到的對(duì)象的位置、方向、速度和類型。通過(guò)其 API，最終用戶、系統(tǒng)集成商和應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)人員可以構(gòu)建強(qiáng)大的分析和商業(yè)智能工具來(lái)監(jiān)控和自動(dòng)化流程。

在 Covid-19 的這個(gè)歷史時(shí)刻，LiDAR 技術(shù)可以成為一種幫助管理社交距離的方法。當(dāng)個(gè)人之間的距離小于允許的數(shù)量，或者區(qū)域內(nèi)的人數(shù)超過(guò)一定限度時(shí)，會(huì)發(fā)出警告，并派出工作人員。該解決方案還可以與熱像儀集成，以識(shí)別體溫，同時(shí)保持隱私。該解決方案也可用于體育場(chǎng)館，因?yàn)樵谌绱司o張的時(shí)期重新向公眾重新開(kāi)放體育賽事可能對(duì)改善人們的情緒有積極作用。

審核編輯 黃昊宇