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LiDAR市场爆发在即 数据处理软件显现C位之争

激光雷达市场年营收从2017年的7.26亿美元增至2023年的50亿美元,年复合增长率(CAGR)为43%,目前正是开展移动激光雷达市场开拓的黄金时间。

  7月底,中国政府采购网更新了一条“不起眼”的中标公告,国家基础地理信息中心公开招标的“国家应急测绘保障能力建设项目”,对于普通大众来说,这个公告确实不太起眼。但是对业内人士而言,这次标底却很不寻常,每年的国家应急测绘保障能力建设项目意味着新技术、新产品、新解决方案将投入到各类突发事件对应急测绘保障服务之中,不寻常在于该项目标的物是国内公司数字绿土的LiDAR360数据处理软件,这类标的物在过往招标项目中并不常见。

  仔细琢磨中标公告其中透露的信息,可谓“细思极恐”。激光雷达发展已经进入了全新阶段,在硬件发展到一定阶段后,软件算法及算力成为核心关键,一个全新市场逐渐隐现。其次可以证明国产LiDAR 数据处理软件已经进入国家项目的采购名单,同时更加意味着国产LiDAR 数据处理软件打破长期被海外产品垄断的局面。公告背后是激光雷达技术应用发展的一小步,同时也是值得国内LiDAR数据处理领域内所有企业弹冠相庆奔走相告的一大进步。

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  “国家应急测绘保障能力建设项目”中标公告

  激光雷达的二次革命:软件崛起时刻

  近年来激光雷达应用确实取得了爆发性的进展,移动式、地面式、机载式硬件产品层出不穷,国内外也涌现出一批优秀的激光雷达硬件供应商,如Leica、Riegl、Optech、FARO等在传统测量测绘设备企业,同时也有像Velodyne、Quanergy、Waymo异军突起专注自动驾驶领域的激光雷达传感器制造商。但是,激光雷达技术应用并未如预期的那样在更多领域得到广泛应用。究其原因,就是相对于激光雷达硬件产品的五花八门,目前市面上缺少广泛应用于激光点云数据的专业处理软件。

  笔者曾走访过一些测绘单位,发现某些用户积极主动的使用激光雷达采集各种三维点云数据,做了一些漂亮的展示项目后,然后才发现不知道该如何结合自身应用把数据真正的运营应用起来,比如做一个城市部件管理系统,没有一款软件能够基于城市部件的全属性信息进行自动提取、分类,就这样把一份份珍贵的数据宝藏积压箱底,无法发挥作用,这样的案例并不少见,这样的情况,到了亟待改变的时候了。

  历史总是不断重演某些重要规律。回看个人计算机的发展史,硬件的发展也曾大大超前于操作系统、数据库和应用软件的水平,但在计算机真正普及到大众层面时,这就形成了整体发展的掣肘,困境同时也意味着巨大机遇,而在那个历史时刻阶段能抓住其中闪现的市场机会,直接、间接地催生了IBM、微软、苹果、甲骨文等巨头的崛起和壮大,继而走上垄断的位置,随后百花齐放的系统平台和应用软件的面世也最终构建形成了现今规模巨大的信息化与互联网市场。今天,激光雷达市场上硬件与软件的不均衡发展也面临着同样的问题,也同样到了需要自我突破的历史瓶颈。

  数字绿土CTO赵宝林对此印象深刻,他清楚地记得2000年左右,激光雷达在国内市场最开始动静,是武汉大学引进的一些基站式的扫描设备,但随后沉寂了很长一段时间。这无外乎是因为设备很笨重,操作也不方便。最重要的是,点云数据处理算法一直没能突破,所以只能做一些窄的行业应用。

  时至今天,产品集成度提升与规模化生产让激光雷达硬件成本下降的同时也有效降低了原本高昂的数据获取成本,而使用门槛的降低也会更多企业和科研机构能够参与到LiDAR数据软件的研发与挖掘应用中来,软硬结合地为LiDAR市场的长远发展插上一双翅膀。LiDAR市场近年确实火爆,但假以时日其实还可以更加火爆,只是目前革命尚未成功,同志们仍须努力。

  产品与市场两面:数字绿土的崭露头角

  成立于2012年的数字绿土早期确实默默无闻,数字绿土创始人、首席科学家郭庆华博士在美国市场看到了激光雷达不可抑止的市场潜力后,义无反顾地辞去了美国加州的终身教授,青年引进回国投身创业。作为技术派的他把国际技术领先作为数字绿土产品线的基本要求。公司副总经理、CTO赵宝林毕业于中科院,也是十余年一直深耕地信技术。公司北京总部的研发团队将近百人,其中不包括产品、测试和运营的核心技术人员就多达70多人。技术驱动型的企业潜心研发时期必然默默无闻,但顺丰的巨额投资以及这几年产品应用处处开花突然让数字绿土出了名。

  对于产品,郭庆华博士曾在采访中表达,“数字绿土的核心不是做传感器,而是为解决激光雷达在行业应用中的痛点提供完整的软硬件解决方案。在硬件方面专注系统集成,把最好的传感器结合到一起,在保证高精度的前提下尽量压低成本,降低移动激光雷达系统的价格门槛;在软件方面,我们专注在开发拥有自主知识产权的海量三维数据的处理算法,并通过友好的人机交互界面,降低激光雷达数据的使用门槛。”郭博士提到的海量三维数据处理软件就是开篇公告中所提及的LiDAR360。

  国际上常用的激光雷达数据处理软件有:TerraSolid、ENVI LiDAR、Quick Terrain Moduler等,这些国际品牌历来占据着主要市场份额,它们解决了不少通用性问题,但在UI、易用性及国内市场特定领域的实际使用需求来说,还有许多不接地气的不足。

  例如:能否有基于严密几何模型的航带拼接;能否对海量点云数据快速可视化及编辑;是否拥有高精度和高适应性的滤波算法;海量DEM数据快速生成和三维可视化编辑(包括水域修复、地形修补);在应用中能否可以一键生成等高线、粗糙度、坡度、坡向图等产品,而不需复杂的多步骤转换,LiDAR360在多个应用领域都有针对性的解决方案。

  LiDAR360采用专利数据结构*.LiData和自主研发的IPTD滤波算法,可以跳过烦琐的点云数据分块处理,可以瞬间加载海量点云数据(单文件大于300GB,超过300亿点等),并保持对LAS、TXT、 CSV等主流点云数据格式的兼容。同时,LiDAR360采用多重视觉增强技术,在保持精度和三维信息的同时,使点云数据更直观,更清晰的可视化提取不同地物类型。目前LiDAR360主要应用于地形测量、林业普查、电力巡检、灾害评估、城市规划、道桥铺设等多个领域。最新版本的LiDAR360注入了影像及多光谱与点云融合处理模块多个行业应用模块进行多源数据叠加分析,提取相关场景特征点,进行点云大数据信息分析挖掘,满足不同行业多层次不同场景的应用需求。

  从更为广大的应用范畴来讲,激光雷达技术依然属于新生事物,这使得推动市场教育就显得尤为重要。

  自2016年起,国家测绘地理信息局职业技能鉴定指导中心,已联合北京数字绿土科技有限公司举办了多期激光雷达数据处理及应用培训班。通过培训使学员掌握激光雷达以及数据处理原理,了解激光雷达在地形、电力、农林、矿山智能测绘等相关行业的优势及其应用,熟悉激光雷达点云数据处理的基本流程与操作,掌握激光雷达行业作业方案和实战技巧。

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  联合测绘地理信息局的激光雷达数据处理及应用培训班

  另外,数字绿土也不断与国内外高校开展合作,2018年与加州大学地理空间创新实验室(GIF)&IGIS中心共同举办的关于LiDAR数据采集与处理研讨会,利用LiMapper及LiDAR360软件进行数据处理的训练。

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  启动未来百亿市场

  法国市场研究顾问机构Yole Developpement数据显示,激光雷达市场年营收从2017年的7.26亿美元增至2023年的50亿美元,年复合增长率(CAGR)为43%,目前正是开展移动激光雷达市场开拓的黄金时间。

  在过去三年时间里,数字绿土的营业收入累计增长超50倍,在2017中国地理信息产业高成长企业榜单评选中名列第二。从未在激光雷达领域投资的快递巨头顺丰,联手北极光创投,在数字绿土身上投入千万美元,顺丰集团副董事长林哲莹评价这笔投资时说,“顺丰从来不做单纯的财务投资。”顺丰看好的是数字绿土核心技术在三维领域的广阔前景。

  随着传感器设备性能迭代和测量算法日渐精进,数据获取变得越发便捷,数据的处理环节反而成了制约系统整体提升的瓶颈。在可见的未来,无人机、无人车、个人可穿戴移动设备都会成为不断收集着真实世界多种数据的源头,海量的多源数据需要更快速处理,智能化分析。需求数据处理软件的细分市场也在这个背景下逐渐清晰,诸多嗅觉灵敏的企业玩家正逐渐聚集在一起,而在这个领域已经耕耘了七年的数字绿土此时默默站上了C位。

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