激光雷达平台支持占用检测、社交距离

Quanergy 是一家专门从事激光雷达 3D 检测的光电公司，它开发了一种系统，可以监控空间中的人流，以防止过度拥挤并强制执行入住限制。该系统甚至可以跟踪体温高的人。

该公司的 Qortex Flow Management 平台赢得了 2020 年大流行科技创新奖。在全球 Covid-19 浪潮之后，Quanergy 对其平台进行了调整，以提供可靠的社交距离解决方案，这仍然是控制病毒传播的最有效策略。

激光雷达是一种飞行时间 (ToF) 传感技术，它以低功率脉冲激光并测量传感器和目标之间完成往返所需的时间。

“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。当激光雷达传感器垂直和水平发光时，收集到的数据用于生成 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 的战略最初专注于为自动驾驶汽车提供基于激光雷达的解决方案。通过与许多客户的合作，我们发现激光雷达技术正以更快的速度被其他市场吸收，而不仅仅是汽车领域。特别是基于 3D 无人机的测绘业务、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，我们看到了这一战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程序，”Signore 说。

在安全性方面，激光雷达技术显着减少了误报，每个覆盖区域的成本降低了五倍以上，并且与基于摄像头的系统相比精度显着提高。增强的操作智能让您可以在空间占用和流量调节方面管理社交距离。

激光雷达技术

激光雷达背后的原理是基本的，但构建激光雷达系统并不一定简单。工程师用来计算距离的公式是：物体的距离=（光速x飞行时间）/2。激光雷达测量飞行时间，用于计算行进距离。然后将行进的距离转换为高程。这些测量是通过使用飞机激光雷达系统的关键组件进行的，包括识别光能 X、Y、Z 位置的 GPS 和提供飞机在天空中的方向的内部测量单位 (IMU) .

复杂的因素之一是发射的光可以在不同的方向反射。看着一棵树，一些光子会从树枝反射，但其他光子会继续穿过并从地面反射 - 一个光脉冲可能会发生多次反射，甚至可能发生多次反射。激光雷达传感器测量的是波形或光能分布。

从本质上讲，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。当然，雷达使用无线电波而不是光。激光雷达可以提供3D图像，从而完整地创建周围的世界。

与相机不同，激光雷达不会带来任何隐私风险。 “没有侵犯隐私信息，因为没有面部识别，”Signore 说。

激光雷达系统的硬件本质上包括发射器和接收器，以及从扫描环境中识别一组数据的点云，以及建筑物、树木和其他永久性结构等固定物体。可以通过软件系统转换以创建给定区域的基于激光雷达的 3D 图像的数据集。

识别参数是定义为传感器覆盖的角度（以度为单位）的视野。通常在水平和垂直视场中测量激光雷达传感器的性能。

激光雷达中需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，一些目标比其他目标反射得更好，更容易被检测到。白色表面比黑色表面反射更多的光。因此后者很难被发现。镜子在可能不是传感器方向的特定方向上反射。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将高百分比的光反射到接收器，是激光雷达传感器的良好目标。由于这些差异，LiDAR 传感器的实际性能和最大有效范围可能会因目标的表面反射率而异（图 1）。

图 1：Quanergy 激光雷达技术。 （点击放大。）

“我们为市场带来了许多独特的价值主张。第一个是关于点云的准确性和丰富性。这一切都与数据有关。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建了非常丰富的 3D 图像，”Signore 说。

他继续说道，“第二个关键区别在于感知软件。拥有点云很重要。但更重要的是如何解释传感器正在观察的内容并理解它。因此，借助我们称为 Qortex 的感知软件，我们现在可以解释传感器周围的物体。例如，我们可以看到人、车辆、背景，然后我们可以计算视野内有多少人，不仅可以计算 XYZ 位置，还可以计算他们移动的速度和方向。传感器可以确定你我之间的距离，并告诉我们我们是否在一米、一米半、两米之外。因此，我们也可以将此信息用于社交疏远应用程序。我们可以提供 95% 到 98% 的准确度，具体取决于应用程序类型，而且无论光照条件如何，它可以是在完美的漆黑夜晚，也可以是在充满阳光的日子。另一个根本区别在于解决方案的总成本。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% 的准确率查看和分类物体。因此，一个传感器最多可以覆盖 15,000 平方米。你需要 100 多个摄像头才能覆盖相同的区域。”先生说。

Quanergy 提供硬件传感器，例如 M 和 S 系列。 M 系列激光雷达传感器用于测绘、安全、智慧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 平台

Quanergy 的 Qortex Flow Management 平台采用 LiDAR 传感器和 AI（人工智能）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。无需注册，隐私保护得到保障，不存在泄露个人身份信息的风险。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。您需要确保有足够多的传感器来覆盖整个视野，同时还要绕过遮挡物，例如柱子或其他复杂的环境、建筑元素，它们会阻挡视野（图 2）。

图 2：Quanergy 的 M 系列

正在申请专利的 Qortex People Counter 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，分析激光雷达 S3-2 点云，并提供实时检测到的人的匿名数据。 S3-2系列激光雷达传感器采用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。

激光雷达技术可以成为加强社交距离的一种方式。当人与人之间的距离小于推荐的距离，或者区域内的人数超过一定限制时，发出警告，并可以派遣工作人员。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，重新向公众开放体育赛事对于改善人们的情绪可能是积极的。

>> 本文最初发表于我们的姊妹网站 EE Times。