透視一切的“智慧之眼”

冉開梅 唐浚中

繞一周就能建立高樓、橋梁的3D模型;飛一圈就能識別森林中各種樹木的種類、年限;看一眼就能檢測隧道、鐵路是否存在變形危險(xiǎn)……

2018年8月25日，在首屆中國國際智能產(chǎn)業(yè)博覽會新聞發(fā)布中心，重慶知至科技有限責(zé)任公司創(chuàng)始人余崇圣在路演現(xiàn)場侃侃而談，向人們介紹公司的核心產(chǎn)品——三維激光雷達(dá)系統(tǒng)及智慧物聯(lián)網(wǎng)平臺。

時(shí)隔一年，2019年8月，知至科技依托三維激光雷達(dá)技術(shù)在實(shí)景三維建模、多源傳感融合無人駕駛等領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用，與中石油等知名企業(yè)達(dá)成合作關(guān)系，引領(lǐng)著激光雷達(dá)核心技術(shù)邁上產(chǎn)業(yè)化快車道。

一間閣樓，創(chuàng)新孵化

2017年4月18日，重慶知至科技有限責(zé)任公司成立。

這一天，余崇圣等待了10年。

余崇圣原是中國科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院引進(jìn)的高科技技術(shù)人才，專業(yè)從事石墨烯應(yīng)用研究。后來，在相關(guān)創(chuàng)業(yè)政策鼓勵下，余崇圣走出研究院，與一群朋友合作創(chuàng)立了知至科技。

“走出研究院，我們最大的任務(wù)就是將科研成果推向市場，助推實(shí)體經(jīng)濟(jì)發(fā)展。”余崇圣說，他認(rèn)為科學(xué)家的真才實(shí)學(xué)不應(yīng)在紙上，應(yīng)該拿出去用，在真實(shí)的場景下解決問題。但對余崇圣和他的團(tuán)隊(duì)來說，這一切并非易事。

“公司成立之初，十余人的團(tuán)隊(duì)就擠在大坪一家商鋪的十幾平方米的閣樓里辦公。”憶及當(dāng)時(shí)的場景，余崇圣仍歷歷在目。

做大數(shù)據(jù)智能化研究需要對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析，這對相關(guān)設(shè)備要求較高。通過申請，余崇圣的創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)被納入亞馬遜公司的資助項(xiàng)目，有了免費(fèi)的云服務(wù)器，而如何將海量數(shù)據(jù)高效地送達(dá)云端，又成了他們面臨的新難題。為此，他們常常選擇在深夜光纖網(wǎng)速最快的時(shí)候開展研究工作。

“大家都睡覺了，寬帶就不擁擠了。”余崇圣說，這樣一來，他們也見慣了凌晨4點(diǎn)的重慶。

從科學(xué)家轉(zhuǎn)變?yōu)槠髽I(yè)經(jīng)營者，余崇圣不僅要考慮技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室到實(shí)際落地的成功率，還要考慮能否為技術(shù)找到應(yīng)用場景，為企業(yè)找到客戶。只有多方面多角度統(tǒng)計(jì)分析，才能把準(zhǔn)命脈。

彼時(shí)，激光雷達(dá)核心技術(shù)還是我國的軟肋，智能化勘探測量與無人駕駛領(lǐng)域市場幾乎是一片空白。余崇圣和創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)先后去北京、深圳等地調(diào)研，考察下游需求、競品狀況，分析激光雷達(dá)市場規(guī)模。最后得知國內(nèi)當(dāng)時(shí)只有少數(shù)幾家企業(yè)從事相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)，但市場需求規(guī)模卻有上萬億元之巨。

瞄準(zhǔn)我國技術(shù)軟肋，打造自主產(chǎn)權(quán)MEMS光束調(diào)控技術(shù)芯片、激光雷達(dá)圖像識別多源傳感融合技術(shù)系統(tǒng)，進(jìn)行商業(yè)化運(yùn)作，成為知至科技的最終目標(biāo)。

一雙“眼睛”，透視一切

2018年9月的一天，重慶歌樂山國家森林公園，時(shí)任重慶市林業(yè)科學(xué)研究院黨委書記張宏、重慶大學(xué)博士后錢基業(yè)、余崇圣三人正在利用載承激光雷達(dá)系統(tǒng)的信息采集車做林業(yè)普查。

常規(guī)來說，林業(yè)普查需要組織足夠的人手，反復(fù)精確地測量……整個普查過程短則幾個月長則一年。而余崇圣僅僅用一輛車、一臺電腦，幾天時(shí)間便完成了這項(xiàng)困難的任務(wù)，秘訣何在？

“我們主要通過車載激光雷達(dá)進(jìn)行數(shù)據(jù)掃描，經(jīng)過高效的核心數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)提取一系列基于激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的森林參數(shù)，包括樹冠高度、密度、葉面積指數(shù)、間隙率和森林覆蓋率等數(shù)據(jù)，了解其疏密程度以及不同樹齡樹木的情況，推算不同樹種數(shù)量。”余崇圣介紹道。

歌樂山國家森林公園林業(yè)普查的成功試點(diǎn)，讓知至科技在測繪勘探領(lǐng)域占據(jù)了一席之地。當(dāng)然，其成果遠(yuǎn)不止于此。

激光雷達(dá)系統(tǒng)就像一雙能透視一切的“眼睛”，通過激光雷達(dá)系統(tǒng)的檢測，還可以快速得知樓房有無傾斜、橋梁有無裂紋以及隧道、鐵路的變形情況，及時(shí)排除安全隱患。

目前，知至科技被重慶市科技局納入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)示范團(tuán)隊(duì)，知至科技團(tuán)隊(duì)也被納入“科技興林”首批專家團(tuán)隊(duì)。同時(shí)，重慶市武隆區(qū)已經(jīng)使用該激光雷達(dá)系統(tǒng)來勘探測繪山谷河流情況，計(jì)算坡度、坡向圖、估計(jì)侵蝕和徑流，在一定程度上減少滑坡隱患。

在林區(qū)，激光雷達(dá)系統(tǒng)還能利用三維掃描實(shí)現(xiàn)海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)的獲取、量測、編輯功能，量取樹木胸徑、林區(qū)整體走向、樹木之間相對距離、主干高、植被的生長情況等信息。

一項(xiàng)技術(shù)，多種應(yīng)用

“打開系統(tǒng)。”隨著余崇圣發(fā)出語音指令，電腦上便自動出現(xiàn)了多個子屏幕。

“這是溫度，這是風(fēng)力，這是濕度，這是植被情況……”

2019年8月6日，知至科技辦公室內(nèi)，余崇圣正在介紹一套城市環(huán)保系統(tǒng)的監(jiān)控終端，監(jiān)控人員直接通過語音控制就能在屏幕前清楚了解到激光雷達(dá)等一系列監(jiān)測端口實(shí)時(shí)反饋的當(dāng)前城市的環(huán)境情況。

在余崇圣的演示下，記者還體驗(yàn)了三維激光雷達(dá)技術(shù)在電力、交通等多方面的功能應(yīng)用。

“技術(shù)產(chǎn)品一定要做到實(shí)用、適用、使用。”余崇圣轉(zhuǎn)身強(qiáng)調(diào)，這“三用”是將科研落地的先決條件。

為了將高科技轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，知至科技不斷尋找應(yīng)用渠道。從林業(yè)普查、城市建筑測量到地形測繪、電力巡線，從采礦業(yè)、道路建設(shè)到隧道工程、橋梁改造，從建造城市物聯(lián)網(wǎng)到無人駕駛試點(diǎn)……一年來，他們的努力得到了回報(bào)。

“我們的技術(shù)也愈加先進(jìn)和智能化。”余崇圣向記者介紹道，知至科技的三維激光雷達(dá)系統(tǒng)采用獨(dú)特的傾斜橢圓式掃描和多回波技術(shù)，對于立面物體能夠獲取其側(cè)面三維信息，是能夠達(dá)到有效點(diǎn)頻率100%的激光雷達(dá)系統(tǒng)。

“下一步，我們將繼續(xù)提高精確度，加大市場推廣力度，并依托三維激光雷達(dá)技術(shù)拓展在測繪測量、實(shí)景三維建模和交通領(lǐng)域的應(yīng)用，加強(qiáng)三維激光雷達(dá)圖像識別技術(shù)與人工智能技術(shù)在城市生活領(lǐng)域的綜合應(yīng)用，進(jìn)一步建構(gòu)城市物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)智慧城市生活。在無人駕駛方面，我們還將加強(qiáng)與華為、中石油等企業(yè)的合作，突破更多的技術(shù)和應(yīng)用壁壘，尋找落地場景，實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)作。”余崇圣展望道。