大數據文摘出品

作者：Caleb

新冠疫情始終沒有散去，口罩和社交距離仍然需要引起我們高度重視。

這對於Home Bargains零售商TJ Morris的創新總監Joe Morris而言，顯得尤爲困難，“準確計算顧客的社交距離簡直是噩夢”，而且這也很昂貴，如果每天在500多家門店裏讓一個職員監督一個小時，每年要花費約200萬英鎊。

不過幸好，在Home Bargains商店，Morris將目光轉向了LiDAR（激光雷達掃描儀），並且在70家商店中已經安裝了Hitachi的3D LiDAR運動傳感器，公司還計劃在全國550個門店推廣。

對於LiDAR，可能大家更多是從今年iPhone 12系列得知這個東西，但其實，這在自動駕駛汽車或者是數字3D建模當中都已經廣泛使用了。

但是，就是LiDAR這種算新也不算新的技術，有人指出它可能會對視網膜造成無法修復的損害。

根據航空航天和國防領域的資深人士Dussan表示，他們堅決不會使用900納米波長的激光，這會帶來許多潛在的危害，“很多時候你意識不到自己正在頂着光源看，等你察覺到的時候你的視網膜已經受損了”。

他還補充說到，900納米波長的激光在美軍內部造成了很多傷害，甚至是一些知道潛在風險的專業人士也受到了這種傷害。

激光雷達是如何損害視網膜的

要說這種傷害，我們還得從原理入手。

激光雷達的原理其實很簡單，首先傳感器會向各個方向發出激光束，等待它們反彈，因爲光的傳播速度是已知的，那麼我們就可以根據往返時間精確估計出與目標位置的距離。

但幾乎所有的事都是這樣，原理聽上去很簡單，在執行時就會遇到各種問題。

對於每個激光雷達製造商來說，他們都必須做出三個基本決定：如何將激光指向不同的方向，如何測量往返時間以及使用何種光頻率。

我們先來看看重點，光頻。

正如上文所說，光頻的選擇顯得尤爲重要，現在常用的光頻有850納米，905納米和1550納米三種。

一方面，人眼中的液體對於850納米和905納米的光是透明的（transparent），因此這種頻率的光可以到達眼睛後部的視網膜，在這種情況下，如果激光功率太大，就可能會對你的眼睛造成永久性的傷害。

而對於1550納米的光而言，處於這個頻率的激光雷達能夠以更高的功率工作，也不會引起視網膜損傷。在這裏需要指出的是，更高的功率水平意味着更廣的範圍，不過對於自動駕駛汽車而言，功率太高也不是什麼好事，因爲消耗的能量也會隨之增加，從而降低了車輛的行駛距離。

那既然1550納米的激光雷達對於人眼來說是安全的，爲什麼不廣泛使用呢？原因也很簡單，因爲850和905納米的激光雷達可以使用廉價、普遍存在的硅技術，而基於1550納米的激光器則需要消耗昂貴的原材料，例如砷化銦鎵。

不過還需要指出的是，儘管1550納米的激光雷達可以在更高的功率水平下運行而不會給人眼造成危險，但是這些更高功率的水平仍然會引起其他問題。比如今年，在拉斯維加斯舉行的CES展會上，一名男子報告說，來自AEye的1550nm激光雷達損壞了他的相機。

激光雷達對於自動駕駛汽車顯得尤爲重要

可能研究自動駕駛系統的科技公司，除了使用攝像頭和雷達的特斯拉，幾乎所有都將目光轉向了激光雷達。

但是，考慮到激光雷達的成本問題，製造商們想要讓其在商業上儘早落地，就必須降低成本。

比如就像寶馬的供應商、以色列創業公司Innoviz所做的那樣。

Innoviz成立於2016年，一直在開發基於微機電系統（MEMS）的固態激光雷達系統。該公司目前正在生產其InnovizPro傳感器，該傳感器設計爲可添加到現有車輛中的獨立單元。它主要用於自動駕駛開發應用程序，但Innoviz計劃繼續提供該產品。

與寶馬的交易是針對下一代InnovizOne傳感器，該傳感器專門設計用於汽車級，並已集成到新的車輛中。InnovizOne傳感器利用了從InnovizPro傳感器那裏學到的知識，既提高了性能又大大降低了成本。例如，視野從Pro上的73x20度變爲新傳感器上的120x25度，幀速率和範圍也從20fps和150米提高到25fps和250米。

雖然Innoviz業務開發副總裁Itamar Roth拒絕透露過於詳細的成本信息，但他也在多個場合公開承認過，InnovizPro目前的成本爲“數千美元”，而InnovizOne的“產品成本將大大低於1000美元”，當然具體成本還要取決於產量。

不過這仍然不算便宜的，但還是要遠遠低於Velodyne的VLP-16傳感器4000美元的定價，通用汽車在其每個自動雪佛蘭汽車上都安裝了五個Velodyne傳感器。

除硬件外，Innoviz還提供了自己的計算機視覺軟件平臺，該平臺將集成到BMW正在開發的核心堆棧中。Innoviz軟件旨在分析激光雷達點雲並識別感興趣的目標，對其進行分類並對其進行跟蹤。據稱，該視覺軟件能夠在反射率足夠的情況下區分車輛、騎自行車的人、行人，甚至是車道標記。

和大多數激光雷達製造商一樣，Innoviz使用的是905納米激光器，成本遠低於Luminar使用的1550納米激光器。考慮到其對人眼的傷害，Roth表示，Innoviz還提供了一種解決方案，可確保其在安全的基礎上，保留測距性能。

預計在未來兩到三年內，將有許多新型低成本固態激光雷達傳感器實現量產。儘管馬斯克認爲激光雷達是自動駕駛系統的“柺杖”（crutch ），但和特斯拉的方案相比，還是激光雷達能夠更好地建立起公衆對自動駕駛汽車的信心。

激光雷達監督安全社交距離的同時，還能保護隱私

可能激光雷達自己也沒有想到，本來是在汽車上安裝自己的，結果現在跑去各大門店監督人們有沒有保持安全社交距離去了。

準確性是關鍵。長期以來，他們一直使用攝像機來計算客流量，但Morris對幾臺攝像機進行測試後發現，它們的表現太差勁，直到激光雷達的出現，“激光雷達是一項非常可靠的技術，它的成像質量不太容易受到太陽進出窗戶的影響”。

但是，激光雷達也不是買了立馬就能用。比如，日本的系統就需要進行一些調整，才能在英國購物者身上正常使用。

Hayashi說：“通常由於身高等問題，在日本正常工作的系統在英國工作起來會更困難，而且在冬天，很多英國人傾向於穿着深色的衣服，這也會影響準確性。”當該系統在一個陰雨天正式登陸第一家Home Bargain商店時，潮溼和深色的衣服使系統準確性降低到了96％，但是在更新機器學習系統後，準確率又回到了99％以上。

除了傳感器的準確性外，TJ Morris還希望將Hitachi系統集成到其自己的定製管理儀表板中，該儀表板除其他任務外，還將自動控制入口處的交通信號燈，如果希望購物的人可以安全進入商店，則發出綠色信號；如果他們需要等待別人先離開商店，系統就發出紅色信號。

的確，雖然激光雷達可以用做監督社交距離，但該系統的設計初衷並非作爲一種計數器，而是用於通過構建熱圖，跟蹤顧客在何處徘徊，他們停留在哪些物品上來了解顧客如何在商店中穿梭、顧客被哪些商品吸引，甚至發現潛在的行竊者。

“我們正在考慮將我們的商店轉變爲一個更加集成的，由傳感器驅動的環境，在該環境中，傳感器將幫助我們的商店管理人員完成工作，從他們身上進行一些繁重的工作，以便他們能夠做更多的增值業務。”Morris說到。

激光雷達內置的隱私保護功能還有助於保護個人信息，因爲它無法像相機一樣去跟蹤捕獲任何圖像，只能得到一個人的粗略輪廓，“它本質上是黑白點的負載。我無法從中識別出您，也無法在該圖像中看到您的臉”。

這也意味着，收集的數據不會帶來隱私風險。Tom Morris補充說：“我們不需要像傳統攝像頭那樣，在GDPR上設置多層次的安全措施。”“我們不希望顧客覺得，當我們引入新的安全措施來保護他們時，他們沒有保護隱私的選項。”

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https://www.forbes.com/sites/samabuelsamid/2018/04/26/bmw-selects-innoviz-solid-state-lidar-for-2021-automated-driving-program/?sh=797f7158381c

https://arstechnica.com/cars/2019/01/man-says-ces-lidars-laser-was-so-powerful-it-wrecked-his-1998-camera/

https://www.wired.co.uk/article/hitachi-social-innovation-lidar

https://slashdot.org/~omfglearntoplay