3D LiDAR 社交距离解决方案

LiDAR 是一种飞行时间 (ToF) 传感技术，它以低功率脉冲激光并测量完成传感器和目标之间的往返行程所需的时间。

Quanergy 是一家在光电子领域运营的公司，尤其是在使用 LiDAR 技术进行 3D 检测方面，该公司还提供了一种解决方案，用于监控空间中的人流，以防止过度拥挤并实施占用限制，甚至可以跟踪身材高大的人温度。

QORTEX 流量管理平台已被提名为 2020 年大流行技术创新奖的获得者。在全球 Covid-19 大流行的浪潮中，Quanergy 对其平台进行了调整，以提供可靠的社交距离解决方案，这是控制疫情的最有效策略病毒的传播。

“通过测量发射光的传输和接收之间的时间，您可以实时测量物体的距离，”Quanergy 首席营销官 Enzo Signore 说。当 LiDAR 传感器垂直和水平发射光时，收集的数据用于生成 3D 图像，提供空间位置和深度信息以识别、分类和跟踪移动物体。

“Quanergy 战略最初专注于为自动驾驶汽车提供基于 LiDAR 的解决方案，”Signore 说。“通过与许多客户合作，我们看到 LiDAR 技术正在以更快的速度被其他市场所吸收，而不仅仅是汽车领域——尤其是基于 3D 无人机的地图业务、智能城市、智能空间、安全和工业市场。因此，在过去几年中，我们扩大了产品战略，为这些其他市场开发产品和解决方案。现在，我们看到了这种策略在加速市场采用方面的好处。Quanergy 现在处于非常有利的位置，不仅可以提供硬件传感器，还可以提供软件平台，以支持市场可以迅速采用的许多复杂应用。”

激光雷达技术在应用于安全应用时，可显着减少误报。与基于摄像头的系统相比，LiDAR 解决方案还可以将每个覆盖区域的成本降低十倍以上，并且精度显着提高。由于其高精度，它们还允许您在空间占用和流量管理方面管理社交距离。

LiDAR 技术
LiDAR 基于一个非常简单的物理原理：向物体发送激光信号并计算信号返回其来源所需的时间。通过 LiDAR 进行测量的过程非常快，因为所涉及的速度是光速。工程师用来计算距离的公式如下：距离=（光速×飞行时间）÷2。

在 3D 映射应用程序中，行进的距离随后被转换为空间中的绝对位置。这些测量是通过使用飞机 LiDAR 系统的关键组件进行的，包括识别飞机 XYZ 位置的 GPS 和提供飞机在天空中方向的惯性测量单元 (IMU)。

游戏中的光能反射到不同的方向。因为一些光子在树枝等物体上反射，而另一些则继续向地面反射，因此一个光脉冲可能会发生多次反射。激光雷达传感器测量的是波形或光能分布。

本质上，它与雷达技术非常相似。两者都使用速度、角度和范围等参数。雷达使用无线电波而不是激光，这与使用像素来分析 2D 图像中的物体的相机不同。LiDAR 可以提供 3D 图像，从而完整地创建周围世界。

与相机不同，激光雷达不提供任何隐私风险。“因为没有面部识别，所以没有侵犯隐私信息，”Signore 说。

识别参数是定义为传感器覆盖的角度的视场。通常，LiDAR 传感器的性能是在水平和垂直视场中测量的。

LiDAR 中要考虑的另一个因素是目标的反射率。激光雷达技术反射光线；一些目标比其他目标反射得更好，更容易检测到。白色表面比黑色表面反射更多的光。因此后者非常难以检测。镜子在可能不是传感器方向的特定方向上反射，这与将入射光分散到各个方向的其他物体不同。

交通标志和车牌等目标向接收器反射高百分比的光，是 LiDAR 传感器的良好目标。由于这些差异，激光雷达传感器的实际性能和最大有效范围可能会根据目标的表面反射率而有所不同。

Quanergy 激光雷达技术

“我们为市场带来了许多独特的价值主张，”Signore 说。“第一个是关于点云的准确性和丰富性。一切都与数据有关。因此，Quanergy 提供的比大多数其他解决方案更好的关键特性之一是我们可以生成非常丰富的 3D 点云。例如，使用我们的产品，我们每秒可以收集多达 130 万个脉冲。这为我们周围的世界创造了非常丰富的 3D 图像。

“第二个关键区别在于感知软件，”他继续说道。“拥有点云很重要。但更重要的是如何解释传感器正在查看的内容并理解它。因此，使用我们称为 QORTEX 的感知软件，我们现在可以解读传感器周围的物体。例如，我们可以看到人、车辆和背景，然后我们可以计算出视野中有多少人，不仅包括 XYZ 位置，还包括他们移动的速度和方向。传感器可以确定你我之间的距离，并告诉我们我们是在 1 米、1.5 米还是 2 米之外。因此，我们也可以将此信息用于社交距离应用程序。根据应用类型，我们可以提供 95% 到 98% 的准确度，这与光照条件无关；它可以是在一个完美的漆黑夜晚，也可以是在一个阳光明媚的日子。另一个根本区别在于解决方案的总体成本。例如，在我们的案例中，使用我们的 M 系列，我们可以在 70 米外以超过 95% 的准确度查看和分类对象。因此，使用一个传感器，您可以覆盖多达 15,000 平方米。你需要超过 100 台摄像机才能覆盖同一区域。”

Quanergy 提供硬件传感器，例如 M 系列和 S 系列。M 系列 LiDAR 传感器用于测绘、安全、智能城市和智能空间应用。S 系列是真正的 100% 固态激光雷达，基于光学相控阵 (OPA) 技术，可提供抗振性和超过 100,000 小时的平均故障间隔时间 (MTBF)。此外，经济且可扩展的 CMOS 硅工艺可实现极具成本效益的大规模生产。

QORTEX 流量管理平台
Quanergy 的 QORTEX 流量管理平台采用 LiDAR 传感器和 AI 技术，可为人数统计、物体检测、分类、跟踪、监控、社交距离等提供实时分析。

该平台与热像仪集成，以识别和跟踪体温高的人。隐私保护得到保障，无需注册，不存在个人身份信息泄露的风险。该解决方案可用于监控公司、零售店、机场、工厂、配送中心和公共交通中的社交距离。

每个应用领域都有其自身的复杂性和技术挑战。您需要确保您有足够的传感器来覆盖整个视野，而且还需要绕过遮挡物（例如柱子或其他复杂的环境、建筑元素）阻挡视野。

正在申请专利的 QORTEX 人员计数器平台基于 QORTEX 感知软件和 S3-2 固态激光雷达传感器。这种集成的软件/硬件解决方案结合了机器学习和 3D 感知算法来扫描传感器的视野，分析 LiDAR S3-2 点云，并提供实时检测到的人的匿名数据。S3-2 系列 LiDAR 传感器使用 SensorFusion 技术实现准确计数。

QORTEX DTC（检测、跟踪、分类）是 Quanergy 平台的大脑，可实现实时监控，生成大量数据，包括检测到的对象的位置、方向、速度和类型。通过其 API，最终用户、系统集成商和应用程序开发人员可以构建强大的分析和商业智能工具来监控和自动化流程。

在 Covid-19 的这个历史时刻，LiDAR 技术可以成为一种帮助管理社交距离的方法。当个人之间的距离小于允许的数量，或者区域内的人数超过一定限度时，会发出警告，并派出工作人员。该解决方案还可以与热像仪集成，以识别体温，同时保持隐私。该解决方案也可用于体育场馆，因为在如此紧张的时期重新向公众重新开放体育赛事可能对改善人们的情绪有积极作用。

审核编辑 黄昊宇