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技术快讯
看激光雷达,如何穿透迷雾用“慧眼” 救援火场
时间:2021-08-11来源:点击:324分享:

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提起激光雷达,你会联想到什么?

“自动驾驶之眼”?是地理测绘无人机载系统?还是实景三维、数字孪生?

激光雷达虽然在近几年来热度持续走高,但普罗大众对它的认识几乎都局限于自动驾驶或者测量测绘的范畴之内。事实上,激光雷达的应用范围远远不止于此,比如用于火场救援。


火灾发生时,浓烟往往比火焰更可怕。烟的蔓延速度,比火点扩散的速度快五倍以上。火场中,烟气流动的方向也是火焰蔓延的路径,温度极高的浓烟在两分钟内就可以使易燃物“隔空起火”。


2020年加州大火的浓烟,几乎覆盖了小半个东太平洋

即便是火势被非可燃物、耐火材料阻隔,浓烟的危害也不容小觑。据相关统计,火灾中的大部分遇难者,都是被浓烟熏呛而死,在一些大型火情中,很多被“烧死”的遇害人实际上也是重度窒息而亡之后又遭遇了火焰的摧残。


比如根据新闻报道,2019年长沙的一起火灾中,虽然起火地点位于5楼,但不幸的是,住在22楼的两位居民,因浓烟导致的窒息而不幸遇难。在新闻看不到的世界里,因火灾中的浓烟丧生事件,一直在发生着。

需要强调的是,浓烟也是救援工作中的一大障碍。火场之中,环境危险复杂,浓烟密布之下,人眼无法看清周围环境的具体情况,消防人员难以在深入火场时及时准确地发现一些障碍物、易爆品等危险物品,不仅降低了搜救被困者的几率和效率,还可能使消防人员也陷入危险境地。


为了对抗浓烟这个夺走无数生命的“恶魔”,人们始终在探索,如何才能让搜救人员在裸眼视力几乎失效的烟雾环境中,获得长距且清晰的“视力”。

得益于精确的感知能力,以及高频激光的强大抗环境干扰属性,将激光雷达用于火场救援正在一步步成为现实,这是众多尝试中具有强可行性且预期效果十分突出的一种思路。


前不久,国产老牌激光雷达厂商北科天绘,就针对在浓烟情况下,人眼无法分辨障碍物时,激光雷达扫描探测的表现进行了相关测试。


北科天绘选用了自主研发的高性能机械式激光雷达——R-Fans-16M,针对无烟、白色烟雾、黑色烟雾三个场景,进行激光雷达扫描效果测试。



实测场地为一个面积约为4m²的密闭房间,室内放置有两个铁桶、一个梯子大型障碍物以及砖块等小型障碍物,用以观察R-Fans-16M对不同体积障碍物的感知效果。


R-Fans-16M点云(无烟环境)


无烟测试场景中,R-Fans-16M 可清晰分辨并以点云形式成像室内桶与梯子等障碍物。


眼视图(白烟环境)

R-Fans-16M点云(白烟环境)


黑色烟雾测试场景中,即便烟雾颜色的改变使测试场景的能见度进一步下降,但R-Fans-16M生成的点云依然能够较好地辨别大型障碍物,并保证对小型障碍物的位置点信息捕捉。

除了能够刺穿浓烟的“如炬慧眼”,R-Fans-16M还具备许多实力,让它能够更好地适应火场救援的场景,顺利地充分发挥出激光雷达产品在感知上的优势。


凭借北科天绘深耕激光雷达研发十余年的丰富经验和技术积累,包括R-Fans-16M在内的R-Fans全系列产品,都做到了800g以下的重量、以及同两块移动硬盘相差无几的体积。


小巧的身形使R-Fans-16M,即便附加了载具/装具或者摄像头、强光电筒之类的附加模块,也能满足单人轻松携带使用的要求。


R-Fans全系列产品的工作功耗低于8w,仅需很小的供电模块就能支撑长时间持续工作。同时,R-Fans-16M具备IP67的工业防护等级,无论是弥漫的灰尘还是消防用水,都不会影响其正常工作。强大的环境抗干扰能力和非常低的功耗,让R-Fans-16M更加适合真实火场环境的需要。



此外,R-Fans系列产品还提供SDK软件开发接口,使用者可以根据具体需要与不同载具平台的软件系统进行对接。


作为一款北科天绘自研的激光雷达产品,R-Fans-16M具备200m的长测距和小于2cm的数据精度。通过机械式组件360°扫描,可以快速获取测距半径范围内的大面积周边环境信息,并且能兼顾俯仰角度和角分辨率,使三维探测成像结果不仅精准而且全面。


激光雷达在自动驾驶和测绘领域成为“当红炸子鸡”,让很多人都认为激光雷达的用途仅限于导航避障与测量测绘。


但实际上激光雷达的用途很广,随着产业链的渐趋成熟,激光雷达以高超的感知能力为基础,不断地拓展着其产业融合边际,在越来越多的场景和领域中大放异彩。