在很多基于傳感器的應(yīng)用中,激光雷達傳感器備受青睞,縱使應(yīng)用廣泛,也不免對激光雷達技術(shù)存在著一些誤解。在第一部分內(nèi)容里,我們已經(jīng)給大家揭開了六個常見誤區(qū),接下來我們給大家介紹第二部分內(nèi)容。
誤區(qū)1:在隱私保護方面,激光雷達與相機相同
與相機不同,激光雷達不記錄任何顏色信息。它只捕獲三維距離數(shù)據(jù)來創(chuàng)建點云,從而在保護隱私的同時生成整個場景的圖像。
隨著傳感器的使用率逐年上升,隱私問題備受關(guān)注。例如,全球范圍內(nèi)的智能城市項目在數(shù)據(jù)收集和使用方面引發(fā)了很多爭議,以至于歐盟一直禁止在公共場合使用人臉識別技術(shù),直到政府當(dāng)局出臺規(guī)定和規(guī)范其使用。
出現(xiàn)這些問題的根本原因,主要是傳感器能夠捕獲和存儲人的照片,然后通過分析面部數(shù)據(jù)進行身份識別。雖然關(guān)于使用監(jiān)視和識別應(yīng)用的優(yōu)劣孰大孰小確實是一個充滿挑戰(zhàn)的社會難題,但激光雷達技術(shù)可以在保護隱私方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。
通過算法分析激光雷達采集的點云數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠地追蹤行人、車輛和其他物體。但是它不會記錄任何顏色信息,而只會捕獲3D距離數(shù)據(jù)創(chuàng)建點云,生成的整個場景具有匿名性,在周邊安全檢測、人流管理和人口計數(shù)等對隱私權(quán)敏感的應(yīng)用中,充分體現(xiàn)出其價值。
激光雷達探測到兩個人擁抱而不暴露他們的身份
誤區(qū)2:iPhone激光雷達和常規(guī)激光雷達功能類似
iPhone激光雷達使用的傳感器類型、掃描范圍和分辨率決定了它無法提供與常規(guī)激光雷達相同的功能。
蘋果公司最近發(fā)布的iPhone12 Pro和iPad Pro設(shè)備引入了激光雷達。iPhone激光雷達通過發(fā)射光波脈沖來創(chuàng)建物體、人和周圍環(huán)境的小范圍3D深度圖。這些點測量彼此之間的距離,創(chuàng)建“點域”,并生成尺寸網(wǎng)格。這個工作原理聽起來可能很熟悉,那是因為這基本上是對過去使用的TrueDepth相機人臉識別技術(shù)的更新。
但是這些激光雷達技術(shù)與常規(guī)的激光雷達技術(shù)一樣嗎?iPhone激光雷達采用閃光照明和無掃描技術(shù),整個視場是用一個寬脈沖發(fā)散激光束來實現(xiàn)探測的。這與常規(guī)的掃描式激光雷達形成了鮮明的對比,常規(guī)的激光雷達發(fā)射準(zhǔn)直激光束一次只采集視場中的一個點。雖然常規(guī)的激光雷達也有閃光式的,也就是Flash激光雷達,但本文的目的是為了比較iPhone激光雷達和常規(guī)掃描式激光雷達。
常規(guī)掃描式激光雷達和iPhone激光雷達最顯著的區(qū)別在于探測范圍:在消費行業(yè)之外的應(yīng)用中使用的激光雷達探測范圍和分辨率等性能上比iPhone激光雷達更高。例如,虹科的Cube 1激光雷達射程可達250米,而iPhone的激光雷達只能測量分析5-10米的距離。
iPhone采用激光雷達大規(guī)模商業(yè)化,讓這項技術(shù)備受矚目,也讓越來越多的消費者熟悉和了解激光雷達技術(shù)。就像相機一樣,它也將推進整個半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展,為光學(xué)和電子學(xué)研究打下深厚基礎(chǔ),在將更加廣泛地應(yīng)用到其他行業(yè)領(lǐng)域中。實際上,iPhone激光雷達確實提高了在低光照條件下,相機的對焦速度和精度。但目前還不能應(yīng)用于自動駕駛車輛、高精地圖等大規(guī)模應(yīng)用。
在分辨率方面,像Cube 1這樣的典型掃描式激光雷達每秒可以生成500多條掃描線,生成數(shù)十萬個數(shù)據(jù)點,從而產(chǎn)生非常高密度的點云。相比之下,據(jù)報道iPhone激光雷達每幀最多只能測量500個數(shù)據(jù)點,分辨率較低。
誤區(qū)3:激光雷達會損傷人眼
所有激光雷達產(chǎn)品為確保人眼安全,均按照1級人眼安全標(biāo)準(zhǔn)(IEC 60825-1:2014)生產(chǎn)制造。
與人們普遍認為的相反,激光雷達影響眼睛安全是基于多種因素的組合,而不僅僅是激光的波長。例如,激光雷達的安全等級在很大程度上取決于激光的峰值功率,而峰值會直接影響特定波長的傳感器探測范圍。一般情況下,眼睛對905nm波長的激光更敏感。因此,這種特殊類型的激光器為保證人眼安全需降低峰值功率。
相比之下,1550nm波長的激光雷達可以采用更高的功率,可以在保證人眼安全下,實現(xiàn)更長距離的探測。這是因為眼睛的角膜、晶狀體、房水和玻璃體液能有效地吸收任何波長大于1400nm的光波,從而減輕視網(wǎng)膜損傷的風(fēng)險。
1級人眼安全標(biāo)準(zhǔn)(IEC 60825-1:2014)對各種波長相關(guān)的峰值功率都進行了定義,遵循標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,激光雷達就可以滿足人眼安全的要求。
關(guān)于網(wǎng)上討論得很熱門的,在十字路口,多個激光雷達以相同的波長和相位發(fā)射光波,結(jié)合起來會產(chǎn)生更高能量的激光嗎?會對人眼造成傷害嗎?理論上,這些激光器可以疊加增加振幅,脈沖的峰值功率也會增加,并可能超出人眼安全標(biāo)準(zhǔn)范圍。盡管這聽起來是一件不好的事情,但在現(xiàn)實世界中這幾乎是不可能的。這是因為兩個激光雷達傳感器必須同時發(fā)送一個激光脈沖,脈沖寬度、發(fā)散角和曝光方向等與人眼位置完美重合,才會產(chǎn)生高能激光,這種可能性非常小。
誤區(qū)4:激光雷達的應(yīng)用十分局限
從車隊管理到農(nóng)業(yè)、安防,再到智能城市應(yīng)用,激光雷達的應(yīng)用無極限!
盡管激光雷達集成到iPhone中已經(jīng)開始挑戰(zhàn)這一說法,但仍有人對激光雷達有誤解,認為它在某種程度上是一種利基技術(shù),應(yīng)用局限。這可能是因為主流媒體上大多是激光雷達在自動駕駛領(lǐng)域的應(yīng)用,雖然這確實是一個應(yīng)用熱點,但它們還有許多其他應(yīng)用,涉及各行各業(yè)。
例如,激光雷達在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。可將激光雷達安裝在農(nóng)業(yè)設(shè)備和車輛上,實現(xiàn)自動控制、環(huán)境探測以及播種施肥等。
或者,激光雷達可以應(yīng)用在安防領(lǐng)域,用于安全檢測。如:周邊安全、入口檢測、檢查站檢測以及疫情期間保持社交距離的檢測等。
在智能城市的應(yīng)用中,可實現(xiàn)減少城市擁堵、人口計數(shù)、人流管理等。
以上是一些大家可能對激光雷達及其應(yīng)用所存在的誤解。激光雷達在開創(chuàng)科技未來發(fā)展的道路上將起到舉足輕重的作用。隨著世界向自動化邁進,激光雷達的應(yīng)用將更加廣泛。