机载激光雷达,作为激光雷达与无人机相结合的一种应用系统,能够直接有效地测量三维现实世界,并且具有全天候作业、数据精度高、层次细节丰富等优点。
对比航空摄影测量技术,由于成像机理和采集到的原始数据的不同,机载激光雷达能够解决夜晚作业、植被提取、DEM提取、精细化结构建模等传统航空摄影测量做不到的操作。
由于激光雷达优异的特性,已经逐渐成为现代测绘工作中不可或缺的重要组成部分,可广泛应用于地形测绘、三维建模、电力巡检、农林业普查等领域。根据ASDReports发布的《2017-2021年全球机载激光雷达系统市场、分析和预测》研究报告显示,全球机载激光雷达系统市场预计在2021年底将达到15.5亿美元。
虽然前景一片大好,但就目前发展情况来看,激光雷达的普及程度远远不够,导致应用场景落地缓慢,离市场期待速度相距甚远。机载激光雷达实际上面临着剪刀差式的局面,产品价格高、集成度低、操作复杂,使用体验严重缩水,性价比问题是影响激光雷达普及的主要“元凶”。
1.使用成本高居不下
高成本,一直是制约激光雷达发展的关键因素之一。尽管各大雷达厂商对产品进行了相关优化,在价格方面有了些许的让步,但由于核心技术主要依赖于国外进口,导致成本高居不下。今天,一套成熟的机载激光雷达载荷的市场价格也还是要高达几十万元人民币左右,超出了用户的预算承受能力。此外,部分国产激光雷达产品,其性能指标和稳定器还很难达到作业要求,比如存在只支持单回波、探测距离较短、模型精度差等问题。
2.重量大,不便携
根据专业人士分析,现有机载激光雷达的重量还有进一步减重的空间。偏重的重量会导致飞行平台续航时间的缩短,或者是迫使用户选择体型更大、价格更贵的无人机,使用户的使用成本和门槛变高,不利于机载激光雷达的普及与推广。
3.点云利用率受限
目前在无人机航测中使用的机载激光雷达多采用回转式激光雷达,点云利用率极低,60%以上的采集数据是无效的。从应用场景上来看,回转式激光雷达其实更适用于车载和地面测绘,而机载更应该采用框幅式激光雷达,这样才能尽量使扫描的所有点云都是有效数据。
4.集成方式简单粗暴
如今的机载激光雷达系统,已经出现了一体化的发展趋势,不但能够将惯导集成在系统内,有些厂商还加入了可见光相机,为激光雷达提供真彩色颜色渲染,使得其能够快速生成实景三维模型。只不过就目前的情况来看,绝大多数产品都只是把可见光相机与激光雷达简单的拼凑在一起,负载多使用外挂RTK模块。两者的集成度仍然较低,还处在昂贵的组装机时代。
随着机载激光雷达在行业应用的推进,其性价比和集成度等问题已经成为行业发展桎梏。
机载激光雷达市场迫切需要一款真正意义上能够推动技术平民化普及的产品出现,从而带动更为高效、广泛的针对不同应用场景的解决方案。相信届时将迎来大规模应用场景开发的井喷,并为社会创造更多价值。
