激光雷达创新厂商谈安防领域的应用前景
2019-09-24 07:34:48   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

如今，随着安防产业所有相关技术的进步，很容易令人迷失在眼花缭乱的各种解决方案之中。从机器学习、高级视频分析到面部识别系统以及智能机器人技术，市场上充满了各种有望改变产业终端用户日常安防作业的产品。

据麦姆斯咨询介绍，在其他众多行业创新中，雷达领域的一项技术备受瞩目，它就是激光雷达（LiDAR）。激光雷达解决方案利用发射激光脉冲，然后测量物体的反射，以创建周围环境的3D图像。近年来，该技术由于在自动驾驶汽车开发中扮演的关键角色而声名鹊起。不仅如此，激光雷达在安防应用领域也拥有巨大的潜力。

激光雷达创新开发商Ouster在今年的芝加哥安防展（GSX）上展示了其OS-1-64激光雷达和物体跟踪传感器。

“基于光速传播，我们可以准确地探测物体的距离，凭借每秒130万个数据点，我们的激光雷达可以实现极高分辨率的环境3D地图。此外，跟普通高清摄像头不同，激光雷达无论白天还是夜晚都能正常工作。”Ouster市场总监Derek Frome介绍说。

Cepton Technologies是激光雷达领域兴起的一颗新星，该公司今年首次参展GSX。据Cepton Technologies业务开发总监William Muller表示，激光雷达可以提供给定环境的大量信息，例如物体的尺寸、方向和速度（厘米级精度），这是其他技术无法做到的。

“与其他技术相比，激光雷达还有一个区别是‘零发射’。某种程度上说，雷达和微波（技术）需要发出某种频率的波，而我们的激光雷达发出的是光，而且是非可见光。当然，我们都已经习惯了基于视频的（热像仪或高清相机）安防系统，但是，其中的很多系统都难以对视场中的物体进行精确定位。也就是说，探测到的物体具体在多少米的距离很难精确定量。”Muller解释说，“但是，对于激光雷达来说，很容易提供物体的精确距离，再利用其它技术，可以给出准确的信息以判定是否是需要关注的物体或事件。事实上，激光雷达确实是一项针对新应用挑战而改进的老技术。特别是对于安防应用，该领域需要新的创新硬件，因此，激光雷达的应用，有望将主动威胁探测提高到一个新的水平。”

激光雷达产品的差异

据Frome介绍，Ouster凭借其OS-1-64激光雷达传感器而获得了2019年度GSX创新产品奖。这款OS-1-64传感器与其他供应商的产品区别，主要在于其提供的高分辨率（64通道）。

“64通道激光雷达传感器获得的3D点云图更容易识别物体，”Frome说，“我们可以在很远的距离识别人、动物、车辆或是其他任何物体。当然，高性能的另一面，就是价格。我们面向市场提供了非常激进的价格，这才使我们的产品可以被考虑用于安防等应用。许多激光雷达厂商的产品售价高达30,000到100,000美元。对于安防等应用，高达数万美元的传感器在成本分析中很容易就被抛弃了。我们的16通道激光雷达传感器单价为3500美元，而64通道传感器单价为12,000美元。而且，很显然，大批量订购我们还可以提供有竞争力的折扣价。”

Frome表示，Ousters的创始人意识到高分辨率激光雷达需要从传统的模拟组件供应链过渡到基于半导体的供应链，才能在自动驾驶汽车和其他应用中找到市场，因此，着手开发了世界上第一款数字激光雷达传感器。

他解释说：“这实际上便是我们一直在努力的方向，我们推出的产品原本需要采用成千上万个组件的模拟器件，我们最后将其精简为两个集成的半导体芯片。一个芯片上为激光阵列，另一个芯片上是被称为SPAD（单光子雪崩二极管）的接收器，它是一种类似于数字摄影的CMOS传感器。”

“这是一项截然不同的技术，一条完全不同的供应链，这才使我们得以提供真正的高性能。”Frome继续说道，“与英特尔等芯片厂商遵循的摩尔定律类似，去年我们推出了具有64行分辨率的OS-1-64，今年我们就推出了全新的128通道传感器。这种趋势将继续发展很多年，直到我们有了可以真正称为高清（HD）的激光雷达，这将对许多不同的行业产生巨大的吸引力，包括安防领域。”

目前，很多公司的激光雷达解决方案仍处于内部开发阶段，Muller表示，但Cepton是有能力将实际解决方案推向市场的少数几家供应商之一。

Muller说：“其他很多激光雷达制造商只专注于制造传感器，我们已经开发出了完整封装的产品。我们在测试激光雷达数据，并展示这项技术可以‘看到’的可用信息，例如对物体、人或车辆等潜在威胁的分类和识别。”

与其他安全系统的集成

除了向市场展示其解决方案外，在GSX展上，Cepton还宣布了与安防软件领导厂商CNL的新合作伙伴关系。在新的合作中，Cepton的智能激光雷达网络Helius将与CNL的PSIM软件集成在一起，以实现实时的自动化威胁探测、跟踪和升级。

“Cepton的核心设计是非常开源的，因此，我们正在推动一种合作生态系统模型。我们希望可以使尽可能多的合作伙伴及其他系统可以接收我们激光雷达捕捉的信息。”Muller补充说，“我不会说我们提供的就是一套完整的解决方案，但我们为这个目标提供了重要的一环。”

尽管Ouster的激光雷达传感器目前还没有与市场上的其它任何安防硬件或软件解决方案集成，但Frome表示，一些安装商已经将其技术与摄像头系统及其他产品（例如接近警报等类似产品）进行了集成。他补充说：“激光雷达传感器生成的数据是原始数据，因此，客户可以基于这些传感器数据进行各种机器学习和感知算法。”

垂直市场应用

Frome介绍说，在安防领域，Ouster吸引了各种周界安防终端用户的浓厚兴趣，包括军事基地、企业园区、机场和海港等区域的安防应用。

“我们了解到安防行业对激光雷达传感器的兴趣很大。处于安防行业前沿的厂商非常清楚激光雷达可以为他们提供的性能和优势。我们有很多早期采用者对此非常兴奋。”他说，“从复杂性和试验的意愿而言，该领域的应用腾飞还是一个挑战，不过，我们预计会在未来几年内兴起。”

此外，Muller说，关键基础设施和智慧城市应用对Cepton的解决方案也有极高的兴趣，他们已经针对这些应用进行了工程设计，以提供超出常规安全水平的数据支撑。

Muller最后总结说：“对于激光雷达应用，我们现在有两点认识或体会：一是对于任何技术我们都要考虑投资回报率，除了这项技术初期的唯一目标以外，它还能为我们提供什么？默认情况下，我们的激光雷达系统还提供了许多其他元数据，集成商合作伙伴可以利用这些元数据为安防解决方案提供额外的附加价值。其次，一项新技术的应用往往难以推广。如同模拟与全数字式IP系统（视频监控）背后的发展历史，这个替代过程经历了很长的时间，并且许多系统仍在转换中。我们采用的方案是许多客户都熟悉的东西……因此，我们激光雷达解决方案的作用方式、运行方式以及与之交互的方式都非常像摄像头。”

推荐培训：

《激光雷达核心技术培训课程》将于10月25日至27日在无锡举行，本课程邀请优秀讲师，传授核心技术，主要包括八项内容：（1）激光雷达技术综述；（2）机械式激光雷达和OPA激光雷达核心技术；（3）MEMS激光雷达核心技术；（4）面阵（Flash）激光雷达核心技术；（5）FMCW激光雷达核心技术；（6）激光雷达核心元器件之驱动芯片：脉冲式激光雷达接收与发射驱动芯片；（7）激光雷达核心元器件之光源：高功率EEL/VCSEL和1550nm光纤激光器；（8）激光雷达核心元器件之光电探测器：PIN/APD/SPAD。如果您有兴趣，请联系：

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