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找技术 >地物探测多光谱激光雷达
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目属于环境领域,摄影测量与遥感方向。中国有18亿亩的耕地,每年因农作物过量施肥造成上百亿元的化肥损失;过量施肥还造成严重的土壤、水体和大气环境污染。对大面积农作物施肥指导是精细农业和遥感的重要科学技术问题。该发明提出地物探测多光谱激光雷达新概念,通过同时获取植被的形状和物性信息,攻克一台遥感设备难以兼容三维空间分辨和多光谱探测的技术瓶颈,有效解决对农作物施肥的大面积、高精度、快速监测难题。该发明研制成功了世界首台地物探测多光谱激光雷达系统,主要发明点为1、发明了多波长激光同时发射和同步接收的关键技术,解决一台遥感设备“同时实现高光谱分辨和高空间分辨观测”的科学难题;2、发明了多光谱激光雷达信号去噪和标定技术、以及大气校正技术,提高探测信噪比,解决对远距离、极微弱光谱和几何信息精确探测的技术难题;3、发明了融合激光光谱探测和三维扫描成像探测一体化的多光谱激光雷达整机技术,使之可适用于飞机、卫星等移动平台,攻克“大尺度”的技术瓶颈;4、发明了多光谱激光雷达波长选择算法,发现了最适合中国主要粮食作物水稻和小麦的激光特征波长,实现了地物探测激光雷达光谱探测能力从无到有的突破,有效提高农作物生长状况遥感监测精度。该项目已完成国家自然科学基金、863项目等多项研究课题,授权发明专利5项,发表科研论文14篇,其中SCI论文2篇,EI论文8篇。英国科学院工程与环境委员会主席Danson教授撰文指出“该发明的多波长扫描激光雷达在探测植被生物特性方面具有很好的应用前景”。该发明已连续数年对湖北水稻栽培基地进行监测,得到了应用推广。更进一步的,地物探测多光谱激光雷达能在保持三维高空间分辨的情况下,通过面向探测目标的不同多波长激光组合,获取大气、水体、植被等目标的多波段信息,还可在气象、林业、地质、水利、资源探测、环境监测、城市规划等方面具有较强的生态、经济和社会效益。
高分辨率激光雷达及地铁安全测量应用
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目属于交通运输工程与精密工程测量交叉学科。地铁已成为中国大型城市主要交通出行方式,地铁结构安全测量是乘客生命财产安全的重要保障。高效、高精度和自动化测量地铁隧道等设施结构形状和表面(简称“结构形面”)的精准变化是保障安全运营的关键,长期以来面临“测全难、测准难、测快难”三大业界公认难题。城市地铁具有空间分布广、观测环境恶劣、观测窗口受限等特点,对地铁结构形面的精准、高效测量提出巨大挑战。项目组研制了面向地铁结构形面精准变化检测的全波形高分辨率激光雷达、点云质量增强与智能化处理软件以及地铁高精度测量装备,突破了地铁安全测量“测全、测准、测快”关键技术,整体技术达到国际先进水平。主要科技创新如下:(1)针对结构形面高分辨率、高精度测量需求,发明了移动激光扫描全域覆盖和定点激光扫描局部增强的协同测量方法,研制了全波形大空间激光雷达和高精度移动激光测量装备,测量频率从50kHz提升至1MHz,测量空间分辨率提升5倍,测量精度达毫米级。(2)针对结构形面变化自动识别的技术瓶颈,发明了地铁隧道等设施结构形面变化状态智能识别方法,突破复杂环境下点云精度增强、结构形面精细表征和病害智能识别关键技术,变化检测精度达毫米级、病害识别率95%、内业效率提高5-10倍,被国际知名同行赞誉为国际学术前沿。(3)针对地铁结构形面“测全、测准、测快”的难题,提出了面向地铁安全测量的高分辨率激光雷达快速测量技术方法,实现地铁结构全断面获取,外业测量效率提高100倍以上;研制了地铁结构形面大数据管理及智能分析系列软件,解决了隧道收敛、错台等参数精准提取难题,应用到北京、广州、武汉等10余城市,累计完成建设期1000多公里和运营期2000多公里地铁结构测量。授权发明专利20余项,实用新型专利20余项,软件著作权30余项,参与制订国家、行业及地方标准3项,发表学术论文50余篇。近三年新增直接产值5亿余元,新增直接利税1.5亿余元,取得显著的社会和经济效益。
气象探测激光雷达
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:在气象探测中,获得低空大气中的温度、湿度、压力随高度的分布和随时间的变化对掌握天气趋势、提高天气预报的准确性至关重要。目前各气象部门采用的仍然是气球探空方法,这种方法受施放费用和工作量的限制,通常不能获得连续的数据;同时气球施放过程中会随风而飘(如在湖北施放,可飘到安徽),使探测结果的定位性较差。而气象探测激光雷达——车载式的拉曼气象激光雷达由于其具有很高的时间、空间分辨率和精确度,因而可以连续获取很大区域范围内的温度、湿度、压力等气象参数随高度的分布和时间的变化,因此,该气象探测激光雷达是气象研究和探测的有效工具及发展方向。研究所掌握了研制气象探测激光雷达——车载式曼激光雷达技术,并研制成功了瑞利散射激光雷达(探测20-70km中层大气)和钠层激光雷达(探测80-110km钠层),其技术达到国际先进水平,获中国科学院科技进步二等奖。已建成的低空拉曼激光雷达(探测高度0-20km),能探测大气中各种微量组分的高度分布和时间变化,这些设备为气象探测激光雷达的应用奠定了坚实的基础。技术的应用领域前景分析:该设备可用于气象部门,以城市级气象部门配备2-3台计算,将会有广阔的市场前景。效益分析:本技术收益50%厂房条件建议:无备注:无
大气温度、湿度及气溶胶廓线精细探测激光雷达
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:一. 主要研究内容1. 项目综述激光雷达作为一种主动遥感探测工具已有几十年的历史,已广泛用于激光大气传输、全球气候预测、气溶胶辐射效应及大气环境等研究领域。随着近年激光技术、信号探测技术和数据采集及控制技术的飞速发展,使激光雷达技术实用性及应用前景受到广泛的关注。相对于现有的微波、电磁波雷达技术来说,光波具有较短的波长,因此它可以利用光与大气中存在的分子和浮尘的相互作用来实现对大气光学及物理特性、气象/气候参数进行高时空分辨率的精细探测,是一种近年快速发展的全新探测技术,是现代雷达探测技术从厘米波,毫米波向光波探测技术延伸,实现遥感探测技术向高时空分辨率、高精度领域发展,所以激光雷达在大气遥测的高度、空间分辨率、时间上的连续监测和测量精度等方面具有独到的优势,是其它探测手段无法比拟的。大气温度,湿度及气溶胶(卷云)是描述大气状态的基本参数之一。由于很多重要的气象现象都是发生在大气对流层区域,温度,湿度及气溶胶的剖面测量对于大气及地球环境科学的研究、尤其是对城市区域气候、热岛效应等的研究就显得尤为重要。本项目的目标:是研制一台能全天候探测大气温度、湿度及气溶胶光学特性的全自动激光雷达系统。该系统具有能快速、实时及精确地进行对流层低层(高度5km)的大气温度,水汽密度,相对湿度,气溶胶及云层(特别卷云)的光学特性的垂直剖面的探测能力。为大气及地球环境科学研究,精细气象预报及自然灾害预警预报,军事及航空、航天等特珠气象保障提供实时、精细精确的有效大气监测数据。本项目的研究内容:在过去已经研制的实验样机及工程样机的基础上,利用已经取得的实验成果及技术积累,拟通过西安理工大学激光遥感研究中心已经建立的高光谱分辨率激光雷达系统为平台,研制一台对人眼安全、结构紧凑、可连续稳定运行、全天候工作的大气温度,湿度及气溶胶剖面探测的新一代工程样机。在系统设计上采用模块化的安定结构设计,操作系统采用自动及手动操作的人机界面软件设计,在系统探测原理上重点是提高脉冲激光锁频及鉴频的精度,解决探测区域内高浓度气溶胶对高精度测量温度,湿度的影响、及白天工作背景光干扰影响等问题,预计可完善建成我国第一套人眼安全的底层大气温度,湿度及气溶胶剖面测量为一体的多参量激光雷达测量系统。2. 产品主要技术指标及特点1)产品的主要技术指标:a) 温度测量范围及精度:高度范围:0.2-5.0 km,精度:高度4.0km的精度1度以下。b) 湿度测量范围及精度:高度范围:0.2-5.0 km米,精度:高度2.5km的精度5%以下。c) 气溶胶的测量范围及不确定度:高度范围:0.1-15.0 km,不确定度:高度15km的不确定度10%以下。d) 一个剖面数据的探测时间:用户可调,但标准探测时间5分钟e) 操作控制:自动及手动f) 系统总重及体积: 重量300kg,体积1.5m*0.8m*1.8m2)特点:快速、实时及精确探测参量剖面,可连续或一定时间间隔的自动探测,利用网络可实现远程监控探测等。3. 应用领域1) 用于军事,航空航天等高精细特珠气象保障服务。2) 用于精确的气象预报及大气物理、光学研究。它可以提高现有气象预报的准确度及降雨降水等气象灾害预报,进行地表大气放射及地球表面的热收支平衡等的研究。3) 用于城市居住环境的调查研究。例如 通过对城市温度,湿度和城市气溶胶(灰尘)的高度剖面的观测,可以研究城市热岛效应及城市气溶胶(灰尘)的高度聚集,停留的规律,为高层楼房,大型设施的建设场地的密度规划等市政建设提供设计依据。4) 用于区域性气候变动的调查研究。例如,火力电厂,水电站及大坝等大型设施周围的区域性气候变动的调查和检测。二. 技术水平大气温度,湿度是描述大气状态的基本参数之一。激光雷达作为大气环境监测的新技术手段,正受到全世界越来越广泛的关注。低层大气温度的全天候高精度测量技术属于当前激光雷达遥感技术的前沿课题。德国,美国及日本都投入大量资金和人力进行研发。但目前,国际上主要还是依靠探空气球等传统手段来测量底层温度,湿度剖面。测量时间长、时效性差、数据量不足,不能有效地为大气环境监测提供足够的数据以及满足气象服务的需求。本项目拟通过改进现有的紫外域波段高光谱分辨率激光雷达系统,实现一种对人眼安全、结构紧凑、可连续运行、全天候工作的,高度5公里区域底层大气温度,湿度及气溶胶剖面高精度测量系统。其主要的技术创新点就是在选用紫外域波段的激光为光源,提高了测量信号的强度及人眼安全性,设计一套高精度的分光器保证测量信号的声噪比要求,同时有效地剔除天空背景光及地层大气内高密度气溶胶颗粒(灰尘)的影响,解决了激光雷达高精度测量底层大气温度,湿度的二大技术难题。该项目已经完成了实验样机及工程样机的研制,激光雷达样机多次与探空气球进行实时探测比对,两者探测结果完全一致,其系统的创新性及技术含量趋于国际领先水平,特别在白天探测及高密度气溶胶条件下的温度探测技术,填补了激光雷达测温的国际空白。通过对原有样机的技术升级,特别是在系统稳定性、可靠性及数据产品反演等设计创新,可以使我国在底层激光测温领域达到国际领先,也可建成我国第一套人眼安全的底层大气温度,湿度及气溶胶剖面测量为一体的多参量激光雷达测量系统,成为该领域的高附加值,高技术的创新产品。技术的应用领域前景分析:市场前景国际上在激光雷达的产品化上近几年取得很快的发展,在气溶胶,风速风向及水汽密度探测上,已经有成熟的产品。激光雷达的载体平台已经从地基,车载、机载(船载)发展到星载激光雷达。美国、欧洲相继发射了卫星平台的激光雷达;即星载激光雷达。激光雷达产品是高附加值,高技术含量的新颖产品,一台最简单的小型气溶胶雷达在国内的售价约在150万元人民币,香港新机场的测风激光雷达就达约800万元,所以价格较高。我国在激光雷达的产品研发上基本趋于空白状态,目前激光雷达的产品市场还是国外产品占据市场。由于激光探测大气温度的灵敏度较低,很容易受气溶胶及太阳背景光的影响,激光雷达全天候高精度探测大气温度技术上一直是热门研究领域,也没有较完美的系统及研究成果,这也制约了气象上很重要的相对湿度的探测。目前国际上常用探空气球来测量大气温度,湿度剖面,数据量少(点数据),成本高(一次性使用),对地定位精度较差(受风速风向影响),这些严重制约了高精度数值天气预报的精度。激光雷达具有测量定位精确,实时测量,3维剖面测量,数据量大,性能价格比高,不干忧天空航空器的飞行等优点。比较适用于城市的居住环境评价,地表境界层的气溶胶的光学特性及地表大气放射及地球表面的热收支平衡等的研究,提供城市空气质量指数的数字化预报,降雨降水等天气预报及灾害预报等,具有很强的社会服务价值,能产生很好的经济效益。日本某民间企业在做了大量市场前景调查的基础上,花费了4年多时间及一亿多日元经费研发该产品,可见其产业化前景的潜力。所以精细温湿度探测激光雷达的出现,可以部分替代传统的探空气球探测方式,在气象领域,环境及地球大气科学研究,军事特珠气象保障领域等有很好的市场潜力及美好的市场远景。效益分析:预期经济效率目前单参量的小型气溶胶激光雷达的国内价格在150万元,单参量风速风向激光雷达(美国相干公司产品)市场价约800万元,德国Elight公司的大气污染探测激光雷达(SO2,NOx等)市场价在1000万元。本项目研发的多参量探测系统日本公司的参考价格在500万元人民币。市场预测:按第一年销售2台,第二年销售3台来计算,一年内就可以全部收回成本。属于高投入高回报项目。厂房条件建议:实施基础条件1. 西安理工大学已经建立的激光雷达研究平台,拥有可用于该项目前期研发的激光雷达系统和测试的硬软件设施。2. 本项目建议人已经研制了该项目的实验样机及工程样机,回国后组建的课题组具有较强的激光雷达研发技术积累,正在开展激光雷达产品及最新激光技术的研究。投资额及来源1. 利用西安理工大学现有的激光雷达平台,研发工程样机的研发费用约130万元(不含激光光源)。2. 新规投入的场合,研发工程样机的费用需要250万元。备注:服务方式及费用(案)样机研制主要依托西安理工大学的激光雷达实验平台及相关技术、专利,完成激光雷达系统的技术研究与开发,实现上述测量指标。研发所需经费及技术分工主要设想:方式I(技术+资金)1) 西安理工大学提供研究平台及测试手段,负责激光雷达系统的设计、调试、检测等技术开发,控制和数据反演软件开发,综合观测实验的维持与消耗等;2) 投资方购置和提供激光雷达系统研制所必需的各硬件、部件,及必要的加工、工艺等技术支持。方式II(委托开发)投资方以委托形式投入资金进行系统研发。
双视场大气气溶胶探测激光雷达
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
成果介绍:“双视场大气气溶胶探测激光雷达”适用于大气气溶胶(颗粒物、 PM2.5)定性定量检测。利用双视场这一创新技术提高了低空和高空的探测能力,可探测得到大气气溶胶消光系数、后向散射系数等光学参数的垂直分布廓线,为大气颗粒物污染监测、大气边界层变化监测、PM2.5 等提供高技术支持。 应用范围: 大气气溶胶(如颗粒物,PM2.5 等)探测 主要技术指标: 探测高度 0.1-20 千米;高度分辨率 3.75 米;时间分辨率 30 秒。 技术水平:已有国家发明专利,同时围绕关键技术已进一步申请发明专利 市场分析与前景: 基于激光雷达的大气气溶胶探测对大气环境、大气辐射传输和水循环、 遥感辐射校正都具有重要意义, 目前已经走向了环监、 气象等应用单位,具有广泛的市场前景。激光雷达技术含量高、价格昂贵,目前国内市场还是国外产品占据,购置和维护成本高。相对于目前市场上已经存在的大气探测激光雷达 1-10 千米的有效探测范围,双视场激光雷达更具有高低空兼顾的优势,0.1-20 千米的探测范围在低空和高空探测能力上均有突破, 为低空大气边界层探测和高空对流层顶探测提供了数据支持,在环境、大气科学、气象等诸多领域有很好的市场潜力和远景。 所属行业: 环保、大气、气象 合作方式: 技术转让
全固态激光雷达芯片与系统
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
基于激光雷达巨大的市场空间、发展趋势及目前存在的技术问题本团队将在原有的技术优势的基础上,依托国家重点实验室平台和高端芯片生产线,通过技术创新解决核心芯片问题,完成高性能固态激光雷达的研发。基于此项目的技术研发已取得多项专利成果,获得国家及省市政府的大力支持,获批多项国家级重大项目,且与中国第一汽车集团公司达成项目合作,本团队有着绝对的技术优势、良好的研发条件和充足的前期研发经费。本项目将进一步结合商业化思考、企业化运营,在技术研发的基础上实现高性能小型化全固态激光雷达生产和推广,推动激光雷达关键技术的发展,促进我国激光雷达产业的兴起,从而解决我国汽车行业发展过程中的关键科技问题。
ACUS 车路协同路侧激光雷达与边缘感知系统
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
ACUS 车路协同路侧激光雷达产品正在进军智慧交通和车路协同路侧车辆探测市场。其中,AC-08 雷达作为新一代国家标准化 ETC 收费车道车辆传感器已经通过干线高速公路 24 小时长期连续测试,2020 年 9 月启动全国高速公路市场推广,已与多家行业龙头公司开展系统集成和渠道合作,市场容量超过 100 亿; 公司面向车路协同车辆辨识场景研发的 HS-16A 同步固态激光雷达,在车路协同路侧感知行业率先实现同步高帧率固态激光雷达路侧安装使用。目前,每天有效车辆三维点云数据积累达到 GB 级别。公司正在配合国家新一代车路协同示范路项目(中国一号路)进行高可靠高精度路侧感知协同攻关,即将于国家第一条干线车路协同高速公路示范工程(京沪高速)安装投用,同期同步开展的技术迭代和数据积累将形成新的竞争壁垒,未来市场拓展空间广阔。 技术创新同步固态激光雷达开创了全新的高动态场景稳定测量方法。专利情况申请号(授权号):暂不公开市场前景及应用领域车路协同路侧感知。
激光跟踪测量系统
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
采用高重频脉冲激光光源,具有三维精密观瞄系统和二维精密测角机构,配 合CCD视频采集装置,是一种高精度激光雷达跟踪测量系统。具有大视场、高的 目标跟踪捕获率和测量精度,适合野外使用,在能见度中等、气温-20〜450C条 件下均能正常工作。且具有抗干扰能力强、使用方便、可单人操作等优点。 技术指标 1.测量距离:>5000m 2.测量精度:0.5m/s 3.测量频率:10次/秒
广州市规划院激光雷达测绘技术应用研究院
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
本项目以多载体激光雷达测绘技术为手段、空间信息获取及综合应用为目标,建成了具有技术创新特色与应用特征的“地面、移动、航空”多载体激光雷达测绘技术应用企业研究院,提出了古建筑三维激光测量建模一体化解决方案,建立古建筑海量点云数据集约化管理工作机制,为古建筑的数字化重建、维护、监测、修复提供先进技术手段和科学方法;基于激光扫描仪、全景相机、惯性导航装置等多源传感器,研制一套具有自主知识产权的移动激光测量系统;提出一套激光扫描与全景采集融合、点云量测与全景摄影测量结合、BS/CS多平台可视化展示的技术方法和工作流程,有效提升城市地理信息按需测绘、快速获取空间信息的能力;引进了低空无人机遥感设备,并开展了利用低空航摄进行高分辨率影像的获取,在现势性高分影像,城市小场景三维模型制作,“违法用地、违法建设”监测等领域开展了实际应用;融合地面LiDAR测图、移动激光测量、低空无人机系统等技术,针对历史文化名城保护遗址和风景街区,以地面LiDAR数据为基准,在统一参考坐标系下,融合多种三维点云数据,形成三维点云、数字高程模型、正射影像、地形图、建筑平立剖面测绘图、三维模型等多种应用成果。
基于硅基外腔芯片的窄线宽连续调频激光器
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
项目成果/简介:1. 痛点问题激光雷达在自动驾驶等领域有重要应用。基于调频连续波技术的激光雷达(FMCW Lidar)有着探测距离远、抗干扰和同时测速等优势,被认为是最具应用潜力的激光雷达。激光光源是FMCW激光雷达的核心器件之一,FMCW光源的调频非线性会严重影响激光雷达的分辨率,导致有效工作距离缩短,阻碍激光雷达性能的提升。2. 解决方案本成果预期解决目前调频连续波激光雷达(FMCW Lidar)中光源调频非线性的问题。本成果提出一种基于硅基外腔芯片的窄线宽激光器,通过无源硅基外腔芯片反射波长中心频率和反射相位的联合调谐,可以实现高线性的激光输出频率调谐,其原理架构与和实验验证结果如图1所示。从而突破了传统FMCW光源直接通过电流调制进行调频导致的非线性限制,直接产生高线性连续调频光信号。合作需求1、需要融资1800~2000万元,完成研发实验室及一期生产线的建设,以及前期工程样品的开发;2、需要800平米左右万级超净厂房及配套办公面积,希望有兴趣的地区或者园区能够提供优惠的政策与支持;3、欢迎FMCW激光雷达厂家及其它对FMCW光源有需求的客户合作,联合测试、共同开发;4、欢迎在硅光设计、光有源、无源耦合及自动化生产等方面的技术、管理专家加盟,共同打造激光雷达的中国光芯,共创美好未来。项目阶段:本项目拟进行科技成果转化,计划批量制造FMCW光源,并与Lidar厂家开展合作,提供定制化服务,由于产品技术含量高,可望实现较高的毛利率水平。团队拟投入1800万元实现功能样品和建立一期产品生产线。其中拟投入700万元研发经费继续开发,包括继续改善设计、硅光芯片流片验证、封装耦合工艺开发完善、样品送测并继续改进等,将本技术转换为实用化产品。初级样品验证合格后,拟投入600元新建耦合封装一期生产线,用于FMCW光源产品的批量生产,并将根据市场反馈决定是否继续扩产。本项目目标客户主要为FMCW Lidar整机厂商,目前已经和华为、摩尔芯光、杭州视光、万集科技等FMCW Lidar的头部企业进行了前期技术交流,客户对本项目技术方案可能实现的高线性非常感兴趣,希望能够加快开发进度,尽快提供可测试的样品,并愿意展开长期合作。效益分析:目前解决FMCW光源调频非线性主要采用对光源加光锁相环(OPLL)进行反馈控制,提高光源的调频线性度以满足Lidar系统的要求。如2021年3月,Aurora以一亿美金价格收购团队来自加州大学伯克利分校的FMCW激光雷达初创公司OURS就是采用这一方案。但OPLL结构复杂,而且存在参考臂延迟光纤(约几十米长度),使得整个Lidar难以真正实现固态化、集成化,稳定性也受到影响。目前市场急需一种全固态的解决方案,并要求可以提供满足Lidar系统要求的超高线性度。初步实验表明,本方案制作的光源可以实现高线性度的调频信号,其输出激光线宽小于3KHz,调频范围大于5GHz,线性度可高达10-8,线性度比传统调频光源技术高3个量级。基于本技术可以制造高线性度的FMCW光源,提供给FMCWLidar厂家,作为Lidar的光源核心部件。
找到101项技术成果数据。
找技术 >地物探测多光谱激光雷达
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目属于环境领域,摄影测量与遥感方向。中国有18亿亩的耕地,每年因农作物过量施肥造成上百亿元的化肥损失;过量施肥还造成严重的土壤、水体和大气环境污染。对大面积农作物施肥指导是精细农业和遥感的重要科学技术问题。该发明提出地物探测多光谱激光雷达新概念,通过同时获取植被的形状和物性信息,攻克一台遥感设备难以兼容三维空间分辨和多光谱探测的技术瓶颈,有效解决对农作物施肥的大面积、高精度、快速监测难题。该发明研制成功了世界首台地物探测多光谱激光雷达系统,主要发明点为1、发明了多波长激光同时发射和同步接收的关键技术,解决一台遥感设备“同时实现高光谱分辨和高空间分辨观测”的科学难题;2、发明了多光谱激光雷达信号去噪和标定技术、以及大气校正技术,提高探测信噪比,解决对远距离、极微弱光谱和几何信息精确探测的技术难题;3、发明了融合激光光谱探测和三维扫描成像探测一体化的多光谱激光雷达整机技术,使之可适用于飞机、卫星等移动平台,攻克“大尺度”的技术瓶颈;4、发明了多光谱激光雷达波长选择算法,发现了最适合中国主要粮食作物水稻和小麦的激光特征波长,实现了地物探测激光雷达光谱探测能力从无到有的突破,有效提高农作物生长状况遥感监测精度。该项目已完成国家自然科学基金、863项目等多项研究课题,授权发明专利5项,发表科研论文14篇,其中SCI论文2篇,EI论文8篇。英国科学院工程与环境委员会主席Danson教授撰文指出“该发明的多波长扫描激光雷达在探测植被生物特性方面具有很好的应用前景”。该发明已连续数年对湖北水稻栽培基地进行监测,得到了应用推广。更进一步的,地物探测多光谱激光雷达能在保持三维高空间分辨的情况下,通过面向探测目标的不同多波长激光组合,获取大气、水体、植被等目标的多波段信息,还可在气象、林业、地质、水利、资源探测、环境监测、城市规划等方面具有较强的生态、经济和社会效益。
高分辨率激光雷达及地铁安全测量应用
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目属于交通运输工程与精密工程测量交叉学科。地铁已成为中国大型城市主要交通出行方式,地铁结构安全测量是乘客生命财产安全的重要保障。高效、高精度和自动化测量地铁隧道等设施结构形状和表面(简称“结构形面”)的精准变化是保障安全运营的关键,长期以来面临“测全难、测准难、测快难”三大业界公认难题。城市地铁具有空间分布广、观测环境恶劣、观测窗口受限等特点,对地铁结构形面的精准、高效测量提出巨大挑战。项目组研制了面向地铁结构形面精准变化检测的全波形高分辨率激光雷达、点云质量增强与智能化处理软件以及地铁高精度测量装备,突破了地铁安全测量“测全、测准、测快”关键技术,整体技术达到国际先进水平。主要科技创新如下:(1)针对结构形面高分辨率、高精度测量需求,发明了移动激光扫描全域覆盖和定点激光扫描局部增强的协同测量方法,研制了全波形大空间激光雷达和高精度移动激光测量装备,测量频率从50kHz提升至1MHz,测量空间分辨率提升5倍,测量精度达毫米级。(2)针对结构形面变化自动识别的技术瓶颈,发明了地铁隧道等设施结构形面变化状态智能识别方法,突破复杂环境下点云精度增强、结构形面精细表征和病害智能识别关键技术,变化检测精度达毫米级、病害识别率95%、内业效率提高5-10倍,被国际知名同行赞誉为国际学术前沿。(3)针对地铁结构形面“测全、测准、测快”的难题,提出了面向地铁安全测量的高分辨率激光雷达快速测量技术方法,实现地铁结构全断面获取,外业测量效率提高100倍以上;研制了地铁结构形面大数据管理及智能分析系列软件,解决了隧道收敛、错台等参数精准提取难题,应用到北京、广州、武汉等10余城市,累计完成建设期1000多公里和运营期2000多公里地铁结构测量。授权发明专利20余项,实用新型专利20余项,软件著作权30余项,参与制订国家、行业及地方标准3项,发表学术论文50余篇。近三年新增直接产值5亿余元,新增直接利税1.5亿余元,取得显著的社会和经济效益。
气象探测激光雷达
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:在气象探测中,获得低空大气中的温度、湿度、压力随高度的分布和随时间的变化对掌握天气趋势、提高天气预报的准确性至关重要。目前各气象部门采用的仍然是气球探空方法,这种方法受施放费用和工作量的限制,通常不能获得连续的数据;同时气球施放过程中会随风而飘(如在湖北施放,可飘到安徽),使探测结果的定位性较差。而气象探测激光雷达——车载式的拉曼气象激光雷达由于其具有很高的时间、空间分辨率和精确度,因而可以连续获取很大区域范围内的温度、湿度、压力等气象参数随高度的分布和时间的变化,因此,该气象探测激光雷达是气象研究和探测的有效工具及发展方向。研究所掌握了研制气象探测激光雷达——车载式曼激光雷达技术,并研制成功了瑞利散射激光雷达(探测20-70km中层大气)和钠层激光雷达(探测80-110km钠层),其技术达到国际先进水平,获中国科学院科技进步二等奖。已建成的低空拉曼激光雷达(探测高度0-20km),能探测大气中各种微量组分的高度分布和时间变化,这些设备为气象探测激光雷达的应用奠定了坚实的基础。技术的应用领域前景分析:该设备可用于气象部门,以城市级气象部门配备2-3台计算,将会有广阔的市场前景。效益分析:本技术收益50%厂房条件建议:无备注:无
大气温度、湿度及气溶胶廓线精细探测激光雷达
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:一. 主要研究内容1. 项目综述激光雷达作为一种主动遥感探测工具已有几十年的历史,已广泛用于激光大气传输、全球气候预测、气溶胶辐射效应及大气环境等研究领域。随着近年激光技术、信号探测技术和数据采集及控制技术的飞速发展,使激光雷达技术实用性及应用前景受到广泛的关注。相对于现有的微波、电磁波雷达技术来说,光波具有较短的波长,因此它可以利用光与大气中存在的分子和浮尘的相互作用来实现对大气光学及物理特性、气象/气候参数进行高时空分辨率的精细探测,是一种近年快速发展的全新探测技术,是现代雷达探测技术从厘米波,毫米波向光波探测技术延伸,实现遥感探测技术向高时空分辨率、高精度领域发展,所以激光雷达在大气遥测的高度、空间分辨率、时间上的连续监测和测量精度等方面具有独到的优势,是其它探测手段无法比拟的。大气温度,湿度及气溶胶(卷云)是描述大气状态的基本参数之一。由于很多重要的气象现象都是发生在大气对流层区域,温度,湿度及气溶胶的剖面测量对于大气及地球环境科学的研究、尤其是对城市区域气候、热岛效应等的研究就显得尤为重要。本项目的目标:是研制一台能全天候探测大气温度、湿度及气溶胶光学特性的全自动激光雷达系统。该系统具有能快速、实时及精确地进行对流层低层(高度5km)的大气温度,水汽密度,相对湿度,气溶胶及云层(特别卷云)的光学特性的垂直剖面的探测能力。为大气及地球环境科学研究,精细气象预报及自然灾害预警预报,军事及航空、航天等特珠气象保障提供实时、精细精确的有效大气监测数据。本项目的研究内容:在过去已经研制的实验样机及工程样机的基础上,利用已经取得的实验成果及技术积累,拟通过西安理工大学激光遥感研究中心已经建立的高光谱分辨率激光雷达系统为平台,研制一台对人眼安全、结构紧凑、可连续稳定运行、全天候工作的大气温度,湿度及气溶胶剖面探测的新一代工程样机。在系统设计上采用模块化的安定结构设计,操作系统采用自动及手动操作的人机界面软件设计,在系统探测原理上重点是提高脉冲激光锁频及鉴频的精度,解决探测区域内高浓度气溶胶对高精度测量温度,湿度的影响、及白天工作背景光干扰影响等问题,预计可完善建成我国第一套人眼安全的底层大气温度,湿度及气溶胶剖面测量为一体的多参量激光雷达测量系统。2. 产品主要技术指标及特点1)产品的主要技术指标:a) 温度测量范围及精度:高度范围:0.2-5.0 km,精度:高度4.0km的精度1度以下。b) 湿度测量范围及精度:高度范围:0.2-5.0 km米,精度:高度2.5km的精度5%以下。c) 气溶胶的测量范围及不确定度:高度范围:0.1-15.0 km,不确定度:高度15km的不确定度10%以下。d) 一个剖面数据的探测时间:用户可调,但标准探测时间5分钟e) 操作控制:自动及手动f) 系统总重及体积: 重量300kg,体积1.5m*0.8m*1.8m2)特点:快速、实时及精确探测参量剖面,可连续或一定时间间隔的自动探测,利用网络可实现远程监控探测等。3. 应用领域1) 用于军事,航空航天等高精细特珠气象保障服务。2) 用于精确的气象预报及大气物理、光学研究。它可以提高现有气象预报的准确度及降雨降水等气象灾害预报,进行地表大气放射及地球表面的热收支平衡等的研究。3) 用于城市居住环境的调查研究。例如 通过对城市温度,湿度和城市气溶胶(灰尘)的高度剖面的观测,可以研究城市热岛效应及城市气溶胶(灰尘)的高度聚集,停留的规律,为高层楼房,大型设施的建设场地的密度规划等市政建设提供设计依据。4) 用于区域性气候变动的调查研究。例如,火力电厂,水电站及大坝等大型设施周围的区域性气候变动的调查和检测。二. 技术水平大气温度,湿度是描述大气状态的基本参数之一。激光雷达作为大气环境监测的新技术手段,正受到全世界越来越广泛的关注。低层大气温度的全天候高精度测量技术属于当前激光雷达遥感技术的前沿课题。德国,美国及日本都投入大量资金和人力进行研发。但目前,国际上主要还是依靠探空气球等传统手段来测量底层温度,湿度剖面。测量时间长、时效性差、数据量不足,不能有效地为大气环境监测提供足够的数据以及满足气象服务的需求。本项目拟通过改进现有的紫外域波段高光谱分辨率激光雷达系统,实现一种对人眼安全、结构紧凑、可连续运行、全天候工作的,高度5公里区域底层大气温度,湿度及气溶胶剖面高精度测量系统。其主要的技术创新点就是在选用紫外域波段的激光为光源,提高了测量信号的强度及人眼安全性,设计一套高精度的分光器保证测量信号的声噪比要求,同时有效地剔除天空背景光及地层大气内高密度气溶胶颗粒(灰尘)的影响,解决了激光雷达高精度测量底层大气温度,湿度的二大技术难题。该项目已经完成了实验样机及工程样机的研制,激光雷达样机多次与探空气球进行实时探测比对,两者探测结果完全一致,其系统的创新性及技术含量趋于国际领先水平,特别在白天探测及高密度气溶胶条件下的温度探测技术,填补了激光雷达测温的国际空白。通过对原有样机的技术升级,特别是在系统稳定性、可靠性及数据产品反演等设计创新,可以使我国在底层激光测温领域达到国际领先,也可建成我国第一套人眼安全的底层大气温度,湿度及气溶胶剖面测量为一体的多参量激光雷达测量系统,成为该领域的高附加值,高技术的创新产品。技术的应用领域前景分析:市场前景国际上在激光雷达的产品化上近几年取得很快的发展,在气溶胶,风速风向及水汽密度探测上,已经有成熟的产品。激光雷达的载体平台已经从地基,车载、机载(船载)发展到星载激光雷达。美国、欧洲相继发射了卫星平台的激光雷达;即星载激光雷达。激光雷达产品是高附加值,高技术含量的新颖产品,一台最简单的小型气溶胶雷达在国内的售价约在150万元人民币,香港新机场的测风激光雷达就达约800万元,所以价格较高。我国在激光雷达的产品研发上基本趋于空白状态,目前激光雷达的产品市场还是国外产品占据市场。由于激光探测大气温度的灵敏度较低,很容易受气溶胶及太阳背景光的影响,激光雷达全天候高精度探测大气温度技术上一直是热门研究领域,也没有较完美的系统及研究成果,这也制约了气象上很重要的相对湿度的探测。目前国际上常用探空气球来测量大气温度,湿度剖面,数据量少(点数据),成本高(一次性使用),对地定位精度较差(受风速风向影响),这些严重制约了高精度数值天气预报的精度。激光雷达具有测量定位精确,实时测量,3维剖面测量,数据量大,性能价格比高,不干忧天空航空器的飞行等优点。比较适用于城市的居住环境评价,地表境界层的气溶胶的光学特性及地表大气放射及地球表面的热收支平衡等的研究,提供城市空气质量指数的数字化预报,降雨降水等天气预报及灾害预报等,具有很强的社会服务价值,能产生很好的经济效益。日本某民间企业在做了大量市场前景调查的基础上,花费了4年多时间及一亿多日元经费研发该产品,可见其产业化前景的潜力。所以精细温湿度探测激光雷达的出现,可以部分替代传统的探空气球探测方式,在气象领域,环境及地球大气科学研究,军事特珠气象保障领域等有很好的市场潜力及美好的市场远景。效益分析:预期经济效率目前单参量的小型气溶胶激光雷达的国内价格在150万元,单参量风速风向激光雷达(美国相干公司产品)市场价约800万元,德国Elight公司的大气污染探测激光雷达(SO2,NOx等)市场价在1000万元。本项目研发的多参量探测系统日本公司的参考价格在500万元人民币。市场预测:按第一年销售2台,第二年销售3台来计算,一年内就可以全部收回成本。属于高投入高回报项目。厂房条件建议:实施基础条件1. 西安理工大学已经建立的激光雷达研究平台,拥有可用于该项目前期研发的激光雷达系统和测试的硬软件设施。2. 本项目建议人已经研制了该项目的实验样机及工程样机,回国后组建的课题组具有较强的激光雷达研发技术积累,正在开展激光雷达产品及最新激光技术的研究。投资额及来源1. 利用西安理工大学现有的激光雷达平台,研发工程样机的研发费用约130万元(不含激光光源)。2. 新规投入的场合,研发工程样机的费用需要250万元。备注:服务方式及费用(案)样机研制主要依托西安理工大学的激光雷达实验平台及相关技术、专利,完成激光雷达系统的技术研究与开发,实现上述测量指标。研发所需经费及技术分工主要设想:方式I(技术+资金)1) 西安理工大学提供研究平台及测试手段,负责激光雷达系统的设计、调试、检测等技术开发,控制和数据反演软件开发,综合观测实验的维持与消耗等;2) 投资方购置和提供激光雷达系统研制所必需的各硬件、部件,及必要的加工、工艺等技术支持。方式II(委托开发)投资方以委托形式投入资金进行系统研发。
双视场大气气溶胶探测激光雷达
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
成果介绍:“双视场大气气溶胶探测激光雷达”适用于大气气溶胶(颗粒物、 PM2.5)定性定量检测。利用双视场这一创新技术提高了低空和高空的探测能力,可探测得到大气气溶胶消光系数、后向散射系数等光学参数的垂直分布廓线,为大气颗粒物污染监测、大气边界层变化监测、PM2.5 等提供高技术支持。 应用范围: 大气气溶胶(如颗粒物,PM2.5 等)探测 主要技术指标: 探测高度 0.1-20 千米;高度分辨率 3.75 米;时间分辨率 30 秒。 技术水平:已有国家发明专利,同时围绕关键技术已进一步申请发明专利 市场分析与前景: 基于激光雷达的大气气溶胶探测对大气环境、大气辐射传输和水循环、 遥感辐射校正都具有重要意义, 目前已经走向了环监、 气象等应用单位,具有广泛的市场前景。激光雷达技术含量高、价格昂贵,目前国内市场还是国外产品占据,购置和维护成本高。相对于目前市场上已经存在的大气探测激光雷达 1-10 千米的有效探测范围,双视场激光雷达更具有高低空兼顾的优势,0.1-20 千米的探测范围在低空和高空探测能力上均有突破, 为低空大气边界层探测和高空对流层顶探测提供了数据支持,在环境、大气科学、气象等诸多领域有很好的市场潜力和远景。 所属行业: 环保、大气、气象 合作方式: 技术转让
全固态激光雷达芯片与系统
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
基于激光雷达巨大的市场空间、发展趋势及目前存在的技术问题本团队将在原有的技术优势的基础上,依托国家重点实验室平台和高端芯片生产线,通过技术创新解决核心芯片问题,完成高性能固态激光雷达的研发。基于此项目的技术研发已取得多项专利成果,获得国家及省市政府的大力支持,获批多项国家级重大项目,且与中国第一汽车集团公司达成项目合作,本团队有着绝对的技术优势、良好的研发条件和充足的前期研发经费。本项目将进一步结合商业化思考、企业化运营,在技术研发的基础上实现高性能小型化全固态激光雷达生产和推广,推动激光雷达关键技术的发展,促进我国激光雷达产业的兴起,从而解决我国汽车行业发展过程中的关键科技问题。
ACUS 车路协同路侧激光雷达与边缘感知系统
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
ACUS 车路协同路侧激光雷达产品正在进军智慧交通和车路协同路侧车辆探测市场。其中,AC-08 雷达作为新一代国家标准化 ETC 收费车道车辆传感器已经通过干线高速公路 24 小时长期连续测试,2020 年 9 月启动全国高速公路市场推广,已与多家行业龙头公司开展系统集成和渠道合作,市场容量超过 100 亿; 公司面向车路协同车辆辨识场景研发的 HS-16A 同步固态激光雷达,在车路协同路侧感知行业率先实现同步高帧率固态激光雷达路侧安装使用。目前,每天有效车辆三维点云数据积累达到 GB 级别。公司正在配合国家新一代车路协同示范路项目(中国一号路)进行高可靠高精度路侧感知协同攻关,即将于国家第一条干线车路协同高速公路示范工程(京沪高速)安装投用,同期同步开展的技术迭代和数据积累将形成新的竞争壁垒,未来市场拓展空间广阔。 技术创新同步固态激光雷达开创了全新的高动态场景稳定测量方法。专利情况申请号(授权号):暂不公开市场前景及应用领域车路协同路侧感知。
激光跟踪测量系统
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
采用高重频脉冲激光光源,具有三维精密观瞄系统和二维精密测角机构,配 合CCD视频采集装置,是一种高精度激光雷达跟踪测量系统。具有大视场、高的 目标跟踪捕获率和测量精度,适合野外使用,在能见度中等、气温-20〜450C条 件下均能正常工作。且具有抗干扰能力强、使用方便、可单人操作等优点。 技术指标 1.测量距离:>5000m 2.测量精度:0.5m/s 3.测量频率:10次/秒
广州市规划院激光雷达测绘技术应用研究院
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
本项目以多载体激光雷达测绘技术为手段、空间信息获取及综合应用为目标,建成了具有技术创新特色与应用特征的“地面、移动、航空”多载体激光雷达测绘技术应用企业研究院,提出了古建筑三维激光测量建模一体化解决方案,建立古建筑海量点云数据集约化管理工作机制,为古建筑的数字化重建、维护、监测、修复提供先进技术手段和科学方法;基于激光扫描仪、全景相机、惯性导航装置等多源传感器,研制一套具有自主知识产权的移动激光测量系统;提出一套激光扫描与全景采集融合、点云量测与全景摄影测量结合、BS/CS多平台可视化展示的技术方法和工作流程,有效提升城市地理信息按需测绘、快速获取空间信息的能力;引进了低空无人机遥感设备,并开展了利用低空航摄进行高分辨率影像的获取,在现势性高分影像,城市小场景三维模型制作,“违法用地、违法建设”监测等领域开展了实际应用;融合地面LiDAR测图、移动激光测量、低空无人机系统等技术,针对历史文化名城保护遗址和风景街区,以地面LiDAR数据为基准,在统一参考坐标系下,融合多种三维点云数据,形成三维点云、数字高程模型、正射影像、地形图、建筑平立剖面测绘图、三维模型等多种应用成果。
基于硅基外腔芯片的窄线宽连续调频激光器
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
项目成果/简介:1. 痛点问题激光雷达在自动驾驶等领域有重要应用。基于调频连续波技术的激光雷达(FMCW Lidar)有着探测距离远、抗干扰和同时测速等优势,被认为是最具应用潜力的激光雷达。激光光源是FMCW激光雷达的核心器件之一,FMCW光源的调频非线性会严重影响激光雷达的分辨率,导致有效工作距离缩短,阻碍激光雷达性能的提升。2. 解决方案本成果预期解决目前调频连续波激光雷达(FMCW Lidar)中光源调频非线性的问题。本成果提出一种基于硅基外腔芯片的窄线宽激光器,通过无源硅基外腔芯片反射波长中心频率和反射相位的联合调谐,可以实现高线性的激光输出频率调谐,其原理架构与和实验验证结果如图1所示。从而突破了传统FMCW光源直接通过电流调制进行调频导致的非线性限制,直接产生高线性连续调频光信号。合作需求1、需要融资1800~2000万元,完成研发实验室及一期生产线的建设,以及前期工程样品的开发;2、需要800平米左右万级超净厂房及配套办公面积,希望有兴趣的地区或者园区能够提供优惠的政策与支持;3、欢迎FMCW激光雷达厂家及其它对FMCW光源有需求的客户合作,联合测试、共同开发;4、欢迎在硅光设计、光有源、无源耦合及自动化生产等方面的技术、管理专家加盟,共同打造激光雷达的中国光芯,共创美好未来。项目阶段:本项目拟进行科技成果转化,计划批量制造FMCW光源,并与Lidar厂家开展合作,提供定制化服务,由于产品技术含量高,可望实现较高的毛利率水平。团队拟投入1800万元实现功能样品和建立一期产品生产线。其中拟投入700万元研发经费继续开发,包括继续改善设计、硅光芯片流片验证、封装耦合工艺开发完善、样品送测并继续改进等,将本技术转换为实用化产品。初级样品验证合格后,拟投入600元新建耦合封装一期生产线,用于FMCW光源产品的批量生产,并将根据市场反馈决定是否继续扩产。本项目目标客户主要为FMCW Lidar整机厂商,目前已经和华为、摩尔芯光、杭州视光、万集科技等FMCW Lidar的头部企业进行了前期技术交流,客户对本项目技术方案可能实现的高线性非常感兴趣,希望能够加快开发进度,尽快提供可测试的样品,并愿意展开长期合作。效益分析:目前解决FMCW光源调频非线性主要采用对光源加光锁相环(OPLL)进行反馈控制,提高光源的调频线性度以满足Lidar系统的要求。如2021年3月,Aurora以一亿美金价格收购团队来自加州大学伯克利分校的FMCW激光雷达初创公司OURS就是采用这一方案。但OPLL结构复杂,而且存在参考臂延迟光纤(约几十米长度),使得整个Lidar难以真正实现固态化、集成化,稳定性也受到影响。目前市场急需一种全固态的解决方案,并要求可以提供满足Lidar系统要求的超高线性度。初步实验表明,本方案制作的光源可以实现高线性度的调频信号,其输出激光线宽小于3KHz,调频范围大于5GHz,线性度可高达10-8,线性度比传统调频光源技术高3个量级。基于本技术可以制造高线性度的FMCW光源,提供给FMCWLidar厂家,作为Lidar的光源核心部件。
找到101项技术成果数据。
找技术 >地物探测多光谱激光雷达
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目属于环境领域,摄影测量与遥感方向。中国有18亿亩的耕地,每年因农作物过量施肥造成上百亿元的化肥损失;过量施肥还造成严重的土壤、水体和大气环境污染。对大面积农作物施肥指导是精细农业和遥感的重要科学技术问题。该发明提出地物探测多光谱激光雷达新概念,通过同时获取植被的形状和物性信息,攻克一台遥感设备难以兼容三维空间分辨和多光谱探测的技术瓶颈,有效解决对农作物施肥的大面积、高精度、快速监测难题。该发明研制成功了世界首台地物探测多光谱激光雷达系统,主要发明点为1、发明了多波长激光同时发射和同步接收的关键技术,解决一台遥感设备“同时实现高光谱分辨和高空间分辨观测”的科学难题;2、发明了多光谱激光雷达信号去噪和标定技术、以及大气校正技术,提高探测信噪比,解决对远距离、极微弱光谱和几何信息精确探测的技术难题;3、发明了融合激光光谱探测和三维扫描成像探测一体化的多光谱激光雷达整机技术,使之可适用于飞机、卫星等移动平台,攻克“大尺度”的技术瓶颈;4、发明了多光谱激光雷达波长选择算法,发现了最适合中国主要粮食作物水稻和小麦的激光特征波长,实现了地物探测激光雷达光谱探测能力从无到有的突破,有效提高农作物生长状况遥感监测精度。该项目已完成国家自然科学基金、863项目等多项研究课题,授权发明专利5项,发表科研论文14篇,其中SCI论文2篇,EI论文8篇。英国科学院工程与环境委员会主席Danson教授撰文指出“该发明的多波长扫描激光雷达在探测植被生物特性方面具有很好的应用前景”。该发明已连续数年对湖北水稻栽培基地进行监测,得到了应用推广。更进一步的,地物探测多光谱激光雷达能在保持三维高空间分辨的情况下,通过面向探测目标的不同多波长激光组合,获取大气、水体、植被等目标的多波段信息,还可在气象、林业、地质、水利、资源探测、环境监测、城市规划等方面具有较强的生态、经济和社会效益。
高分辨率激光雷达及地铁安全测量应用
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目属于交通运输工程与精密工程测量交叉学科。地铁已成为中国大型城市主要交通出行方式,地铁结构安全测量是乘客生命财产安全的重要保障。高效、高精度和自动化测量地铁隧道等设施结构形状和表面(简称“结构形面”)的精准变化是保障安全运营的关键,长期以来面临“测全难、测准难、测快难”三大业界公认难题。城市地铁具有空间分布广、观测环境恶劣、观测窗口受限等特点,对地铁结构形面的精准、高效测量提出巨大挑战。项目组研制了面向地铁结构形面精准变化检测的全波形高分辨率激光雷达、点云质量增强与智能化处理软件以及地铁高精度测量装备,突破了地铁安全测量“测全、测准、测快”关键技术,整体技术达到国际先进水平。主要科技创新如下:(1)针对结构形面高分辨率、高精度测量需求,发明了移动激光扫描全域覆盖和定点激光扫描局部增强的协同测量方法,研制了全波形大空间激光雷达和高精度移动激光测量装备,测量频率从50kHz提升至1MHz,测量空间分辨率提升5倍,测量精度达毫米级。(2)针对结构形面变化自动识别的技术瓶颈,发明了地铁隧道等设施结构形面变化状态智能识别方法,突破复杂环境下点云精度增强、结构形面精细表征和病害智能识别关键技术,变化检测精度达毫米级、病害识别率95%、内业效率提高5-10倍,被国际知名同行赞誉为国际学术前沿。(3)针对地铁结构形面“测全、测准、测快”的难题,提出了面向地铁安全测量的高分辨率激光雷达快速测量技术方法,实现地铁结构全断面获取,外业测量效率提高100倍以上;研制了地铁结构形面大数据管理及智能分析系列软件,解决了隧道收敛、错台等参数精准提取难题,应用到北京、广州、武汉等10余城市,累计完成建设期1000多公里和运营期2000多公里地铁结构测量。授权发明专利20余项,实用新型专利20余项,软件著作权30余项,参与制订国家、行业及地方标准3项,发表学术论文50余篇。近三年新增直接产值5亿余元,新增直接利税1.5亿余元,取得显著的社会和经济效益。
气象探测激光雷达
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:在气象探测中,获得低空大气中的温度、湿度、压力随高度的分布和随时间的变化对掌握天气趋势、提高天气预报的准确性至关重要。目前各气象部门采用的仍然是气球探空方法,这种方法受施放费用和工作量的限制,通常不能获得连续的数据;同时气球施放过程中会随风而飘(如在湖北施放,可飘到安徽),使探测结果的定位性较差。而气象探测激光雷达——车载式的拉曼气象激光雷达由于其具有很高的时间、空间分辨率和精确度,因而可以连续获取很大区域范围内的温度、湿度、压力等气象参数随高度的分布和时间的变化,因此,该气象探测激光雷达是气象研究和探测的有效工具及发展方向。研究所掌握了研制气象探测激光雷达——车载式曼激光雷达技术,并研制成功了瑞利散射激光雷达(探测20-70km中层大气)和钠层激光雷达(探测80-110km钠层),其技术达到国际先进水平,获中国科学院科技进步二等奖。已建成的低空拉曼激光雷达(探测高度0-20km),能探测大气中各种微量组分的高度分布和时间变化,这些设备为气象探测激光雷达的应用奠定了坚实的基础。技术的应用领域前景分析:该设备可用于气象部门,以城市级气象部门配备2-3台计算,将会有广阔的市场前景。效益分析:本技术收益50%厂房条件建议:无备注:无
大气温度、湿度及气溶胶廓线精细探测激光雷达
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:一. 主要研究内容1. 项目综述激光雷达作为一种主动遥感探测工具已有几十年的历史,已广泛用于激光大气传输、全球气候预测、气溶胶辐射效应及大气环境等研究领域。随着近年激光技术、信号探测技术和数据采集及控制技术的飞速发展,使激光雷达技术实用性及应用前景受到广泛的关注。相对于现有的微波、电磁波雷达技术来说,光波具有较短的波长,因此它可以利用光与大气中存在的分子和浮尘的相互作用来实现对大气光学及物理特性、气象/气候参数进行高时空分辨率的精细探测,是一种近年快速发展的全新探测技术,是现代雷达探测技术从厘米波,毫米波向光波探测技术延伸,实现遥感探测技术向高时空分辨率、高精度领域发展,所以激光雷达在大气遥测的高度、空间分辨率、时间上的连续监测和测量精度等方面具有独到的优势,是其它探测手段无法比拟的。大气温度,湿度及气溶胶(卷云)是描述大气状态的基本参数之一。由于很多重要的气象现象都是发生在大气对流层区域,温度,湿度及气溶胶的剖面测量对于大气及地球环境科学的研究、尤其是对城市区域气候、热岛效应等的研究就显得尤为重要。本项目的目标:是研制一台能全天候探测大气温度、湿度及气溶胶光学特性的全自动激光雷达系统。该系统具有能快速、实时及精确地进行对流层低层(高度5km)的大气温度,水汽密度,相对湿度,气溶胶及云层(特别卷云)的光学特性的垂直剖面的探测能力。为大气及地球环境科学研究,精细气象预报及自然灾害预警预报,军事及航空、航天等特珠气象保障提供实时、精细精确的有效大气监测数据。本项目的研究内容:在过去已经研制的实验样机及工程样机的基础上,利用已经取得的实验成果及技术积累,拟通过西安理工大学激光遥感研究中心已经建立的高光谱分辨率激光雷达系统为平台,研制一台对人眼安全、结构紧凑、可连续稳定运行、全天候工作的大气温度,湿度及气溶胶剖面探测的新一代工程样机。在系统设计上采用模块化的安定结构设计,操作系统采用自动及手动操作的人机界面软件设计,在系统探测原理上重点是提高脉冲激光锁频及鉴频的精度,解决探测区域内高浓度气溶胶对高精度测量温度,湿度的影响、及白天工作背景光干扰影响等问题,预计可完善建成我国第一套人眼安全的底层大气温度,湿度及气溶胶剖面测量为一体的多参量激光雷达测量系统。2. 产品主要技术指标及特点1)产品的主要技术指标:a) 温度测量范围及精度:高度范围:0.2-5.0 km,精度:高度4.0km的精度1度以下。b) 湿度测量范围及精度:高度范围:0.2-5.0 km米,精度:高度2.5km的精度5%以下。c) 气溶胶的测量范围及不确定度:高度范围:0.1-15.0 km,不确定度:高度15km的不确定度10%以下。d) 一个剖面数据的探测时间:用户可调,但标准探测时间5分钟e) 操作控制:自动及手动f) 系统总重及体积: 重量300kg,体积1.5m*0.8m*1.8m2)特点:快速、实时及精确探测参量剖面,可连续或一定时间间隔的自动探测,利用网络可实现远程监控探测等。3. 应用领域1) 用于军事,航空航天等高精细特珠气象保障服务。2) 用于精确的气象预报及大气物理、光学研究。它可以提高现有气象预报的准确度及降雨降水等气象灾害预报,进行地表大气放射及地球表面的热收支平衡等的研究。3) 用于城市居住环境的调查研究。例如 通过对城市温度,湿度和城市气溶胶(灰尘)的高度剖面的观测,可以研究城市热岛效应及城市气溶胶(灰尘)的高度聚集,停留的规律,为高层楼房,大型设施的建设场地的密度规划等市政建设提供设计依据。4) 用于区域性气候变动的调查研究。例如,火力电厂,水电站及大坝等大型设施周围的区域性气候变动的调查和检测。二. 技术水平大气温度,湿度是描述大气状态的基本参数之一。激光雷达作为大气环境监测的新技术手段,正受到全世界越来越广泛的关注。低层大气温度的全天候高精度测量技术属于当前激光雷达遥感技术的前沿课题。德国,美国及日本都投入大量资金和人力进行研发。但目前,国际上主要还是依靠探空气球等传统手段来测量底层温度,湿度剖面。测量时间长、时效性差、数据量不足,不能有效地为大气环境监测提供足够的数据以及满足气象服务的需求。本项目拟通过改进现有的紫外域波段高光谱分辨率激光雷达系统,实现一种对人眼安全、结构紧凑、可连续运行、全天候工作的,高度5公里区域底层大气温度,湿度及气溶胶剖面高精度测量系统。其主要的技术创新点就是在选用紫外域波段的激光为光源,提高了测量信号的强度及人眼安全性,设计一套高精度的分光器保证测量信号的声噪比要求,同时有效地剔除天空背景光及地层大气内高密度气溶胶颗粒(灰尘)的影响,解决了激光雷达高精度测量底层大气温度,湿度的二大技术难题。该项目已经完成了实验样机及工程样机的研制,激光雷达样机多次与探空气球进行实时探测比对,两者探测结果完全一致,其系统的创新性及技术含量趋于国际领先水平,特别在白天探测及高密度气溶胶条件下的温度探测技术,填补了激光雷达测温的国际空白。通过对原有样机的技术升级,特别是在系统稳定性、可靠性及数据产品反演等设计创新,可以使我国在底层激光测温领域达到国际领先,也可建成我国第一套人眼安全的底层大气温度,湿度及气溶胶剖面测量为一体的多参量激光雷达测量系统,成为该领域的高附加值,高技术的创新产品。技术的应用领域前景分析:市场前景国际上在激光雷达的产品化上近几年取得很快的发展,在气溶胶,风速风向及水汽密度探测上,已经有成熟的产品。激光雷达的载体平台已经从地基,车载、机载(船载)发展到星载激光雷达。美国、欧洲相继发射了卫星平台的激光雷达;即星载激光雷达。激光雷达产品是高附加值,高技术含量的新颖产品,一台最简单的小型气溶胶雷达在国内的售价约在150万元人民币,香港新机场的测风激光雷达就达约800万元,所以价格较高。我国在激光雷达的产品研发上基本趋于空白状态,目前激光雷达的产品市场还是国外产品占据市场。由于激光探测大气温度的灵敏度较低,很容易受气溶胶及太阳背景光的影响,激光雷达全天候高精度探测大气温度技术上一直是热门研究领域,也没有较完美的系统及研究成果,这也制约了气象上很重要的相对湿度的探测。目前国际上常用探空气球来测量大气温度,湿度剖面,数据量少(点数据),成本高(一次性使用),对地定位精度较差(受风速风向影响),这些严重制约了高精度数值天气预报的精度。激光雷达具有测量定位精确,实时测量,3维剖面测量,数据量大,性能价格比高,不干忧天空航空器的飞行等优点。比较适用于城市的居住环境评价,地表境界层的气溶胶的光学特性及地表大气放射及地球表面的热收支平衡等的研究,提供城市空气质量指数的数字化预报,降雨降水等天气预报及灾害预报等,具有很强的社会服务价值,能产生很好的经济效益。日本某民间企业在做了大量市场前景调查的基础上,花费了4年多时间及一亿多日元经费研发该产品,可见其产业化前景的潜力。所以精细温湿度探测激光雷达的出现,可以部分替代传统的探空气球探测方式,在气象领域,环境及地球大气科学研究,军事特珠气象保障领域等有很好的市场潜力及美好的市场远景。效益分析:预期经济效率目前单参量的小型气溶胶激光雷达的国内价格在150万元,单参量风速风向激光雷达(美国相干公司产品)市场价约800万元,德国Elight公司的大气污染探测激光雷达(SO2,NOx等)市场价在1000万元。本项目研发的多参量探测系统日本公司的参考价格在500万元人民币。市场预测:按第一年销售2台,第二年销售3台来计算,一年内就可以全部收回成本。属于高投入高回报项目。厂房条件建议:实施基础条件1. 西安理工大学已经建立的激光雷达研究平台,拥有可用于该项目前期研发的激光雷达系统和测试的硬软件设施。2. 本项目建议人已经研制了该项目的实验样机及工程样机,回国后组建的课题组具有较强的激光雷达研发技术积累,正在开展激光雷达产品及最新激光技术的研究。投资额及来源1. 利用西安理工大学现有的激光雷达平台,研发工程样机的研发费用约130万元(不含激光光源)。2. 新规投入的场合,研发工程样机的费用需要250万元。备注:服务方式及费用(案)样机研制主要依托西安理工大学的激光雷达实验平台及相关技术、专利,完成激光雷达系统的技术研究与开发,实现上述测量指标。研发所需经费及技术分工主要设想:方式I(技术+资金)1) 西安理工大学提供研究平台及测试手段,负责激光雷达系统的设计、调试、检测等技术开发,控制和数据反演软件开发,综合观测实验的维持与消耗等;2) 投资方购置和提供激光雷达系统研制所必需的各硬件、部件,及必要的加工、工艺等技术支持。方式II(委托开发)投资方以委托形式投入资金进行系统研发。
双视场大气气溶胶探测激光雷达
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
成果介绍:“双视场大气气溶胶探测激光雷达”适用于大气气溶胶(颗粒物、 PM2.5)定性定量检测。利用双视场这一创新技术提高了低空和高空的探测能力,可探测得到大气气溶胶消光系数、后向散射系数等光学参数的垂直分布廓线,为大气颗粒物污染监测、大气边界层变化监测、PM2.5 等提供高技术支持。 应用范围: 大气气溶胶(如颗粒物,PM2.5 等)探测 主要技术指标: 探测高度 0.1-20 千米;高度分辨率 3.75 米;时间分辨率 30 秒。 技术水平:已有国家发明专利,同时围绕关键技术已进一步申请发明专利 市场分析与前景: 基于激光雷达的大气气溶胶探测对大气环境、大气辐射传输和水循环、 遥感辐射校正都具有重要意义, 目前已经走向了环监、 气象等应用单位,具有广泛的市场前景。激光雷达技术含量高、价格昂贵,目前国内市场还是国外产品占据,购置和维护成本高。相对于目前市场上已经存在的大气探测激光雷达 1-10 千米的有效探测范围,双视场激光雷达更具有高低空兼顾的优势,0.1-20 千米的探测范围在低空和高空探测能力上均有突破, 为低空大气边界层探测和高空对流层顶探测提供了数据支持,在环境、大气科学、气象等诸多领域有很好的市场潜力和远景。 所属行业: 环保、大气、气象 合作方式: 技术转让
全固态激光雷达芯片与系统
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
基于激光雷达巨大的市场空间、发展趋势及目前存在的技术问题本团队将在原有的技术优势的基础上,依托国家重点实验室平台和高端芯片生产线,通过技术创新解决核心芯片问题,完成高性能固态激光雷达的研发。基于此项目的技术研发已取得多项专利成果,获得国家及省市政府的大力支持,获批多项国家级重大项目,且与中国第一汽车集团公司达成项目合作,本团队有着绝对的技术优势、良好的研发条件和充足的前期研发经费。本项目将进一步结合商业化思考、企业化运营,在技术研发的基础上实现高性能小型化全固态激光雷达生产和推广,推动激光雷达关键技术的发展,促进我国激光雷达产业的兴起,从而解决我国汽车行业发展过程中的关键科技问题。
ACUS 车路协同路侧激光雷达与边缘感知系统
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
ACUS 车路协同路侧激光雷达产品正在进军智慧交通和车路协同路侧车辆探测市场。其中,AC-08 雷达作为新一代国家标准化 ETC 收费车道车辆传感器已经通过干线高速公路 24 小时长期连续测试,2020 年 9 月启动全国高速公路市场推广,已与多家行业龙头公司开展系统集成和渠道合作,市场容量超过 100 亿; 公司面向车路协同车辆辨识场景研发的 HS-16A 同步固态激光雷达,在车路协同路侧感知行业率先实现同步高帧率固态激光雷达路侧安装使用。目前,每天有效车辆三维点云数据积累达到 GB 级别。公司正在配合国家新一代车路协同示范路项目(中国一号路)进行高可靠高精度路侧感知协同攻关,即将于国家第一条干线车路协同高速公路示范工程(京沪高速)安装投用,同期同步开展的技术迭代和数据积累将形成新的竞争壁垒,未来市场拓展空间广阔。 技术创新同步固态激光雷达开创了全新的高动态场景稳定测量方法。专利情况申请号(授权号):暂不公开市场前景及应用领域车路协同路侧感知。
激光跟踪测量系统
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
采用高重频脉冲激光光源,具有三维精密观瞄系统和二维精密测角机构,配 合CCD视频采集装置,是一种高精度激光雷达跟踪测量系统。具有大视场、高的 目标跟踪捕获率和测量精度,适合野外使用,在能见度中等、气温-20〜450C条 件下均能正常工作。且具有抗干扰能力强、使用方便、可单人操作等优点。 技术指标 1.测量距离:>5000m 2.测量精度:0.5m/s 3.测量频率:10次/秒
广州市规划院激光雷达测绘技术应用研究院
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
本项目以多载体激光雷达测绘技术为手段、空间信息获取及综合应用为目标,建成了具有技术创新特色与应用特征的“地面、移动、航空”多载体激光雷达测绘技术应用企业研究院,提出了古建筑三维激光测量建模一体化解决方案,建立古建筑海量点云数据集约化管理工作机制,为古建筑的数字化重建、维护、监测、修复提供先进技术手段和科学方法;基于激光扫描仪、全景相机、惯性导航装置等多源传感器,研制一套具有自主知识产权的移动激光测量系统;提出一套激光扫描与全景采集融合、点云量测与全景摄影测量结合、BS/CS多平台可视化展示的技术方法和工作流程,有效提升城市地理信息按需测绘、快速获取空间信息的能力;引进了低空无人机遥感设备,并开展了利用低空航摄进行高分辨率影像的获取,在现势性高分影像,城市小场景三维模型制作,“违法用地、违法建设”监测等领域开展了实际应用;融合地面LiDAR测图、移动激光测量、低空无人机系统等技术,针对历史文化名城保护遗址和风景街区,以地面LiDAR数据为基准,在统一参考坐标系下,融合多种三维点云数据,形成三维点云、数字高程模型、正射影像、地形图、建筑平立剖面测绘图、三维模型等多种应用成果。
基于硅基外腔芯片的窄线宽连续调频激光器
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
项目成果/简介:1. 痛点问题激光雷达在自动驾驶等领域有重要应用。基于调频连续波技术的激光雷达(FMCW Lidar)有着探测距离远、抗干扰和同时测速等优势,被认为是最具应用潜力的激光雷达。激光光源是FMCW激光雷达的核心器件之一,FMCW光源的调频非线性会严重影响激光雷达的分辨率,导致有效工作距离缩短,阻碍激光雷达性能的提升。2. 解决方案本成果预期解决目前调频连续波激光雷达(FMCW Lidar)中光源调频非线性的问题。本成果提出一种基于硅基外腔芯片的窄线宽激光器,通过无源硅基外腔芯片反射波长中心频率和反射相位的联合调谐,可以实现高线性的激光输出频率调谐,其原理架构与和实验验证结果如图1所示。从而突破了传统FMCW光源直接通过电流调制进行调频导致的非线性限制,直接产生高线性连续调频光信号。合作需求1、需要融资1800~2000万元,完成研发实验室及一期生产线的建设,以及前期工程样品的开发;2、需要800平米左右万级超净厂房及配套办公面积,希望有兴趣的地区或者园区能够提供优惠的政策与支持;3、欢迎FMCW激光雷达厂家及其它对FMCW光源有需求的客户合作,联合测试、共同开发;4、欢迎在硅光设计、光有源、无源耦合及自动化生产等方面的技术、管理专家加盟,共同打造激光雷达的中国光芯,共创美好未来。项目阶段:本项目拟进行科技成果转化,计划批量制造FMCW光源,并与Lidar厂家开展合作,提供定制化服务,由于产品技术含量高,可望实现较高的毛利率水平。团队拟投入1800万元实现功能样品和建立一期产品生产线。其中拟投入700万元研发经费继续开发,包括继续改善设计、硅光芯片流片验证、封装耦合工艺开发完善、样品送测并继续改进等,将本技术转换为实用化产品。初级样品验证合格后,拟投入600元新建耦合封装一期生产线,用于FMCW光源产品的批量生产,并将根据市场反馈决定是否继续扩产。本项目目标客户主要为FMCW Lidar整机厂商,目前已经和华为、摩尔芯光、杭州视光、万集科技等FMCW Lidar的头部企业进行了前期技术交流,客户对本项目技术方案可能实现的高线性非常感兴趣,希望能够加快开发进度,尽快提供可测试的样品,并愿意展开长期合作。效益分析:目前解决FMCW光源调频非线性主要采用对光源加光锁相环(OPLL)进行反馈控制,提高光源的调频线性度以满足Lidar系统的要求。如2021年3月,Aurora以一亿美金价格收购团队来自加州大学伯克利分校的FMCW激光雷达初创公司OURS就是采用这一方案。但OPLL结构复杂,而且存在参考臂延迟光纤(约几十米长度),使得整个Lidar难以真正实现固态化、集成化,稳定性也受到影响。目前市场急需一种全固态的解决方案,并要求可以提供满足Lidar系统要求的超高线性度。初步实验表明,本方案制作的光源可以实现高线性度的调频信号,其输出激光线宽小于3KHz,调频范围大于5GHz,线性度可高达10-8,线性度比传统调频光源技术高3个量级。基于本技术可以制造高线性度的FMCW光源,提供给FMCWLidar厂家,作为Lidar的光源核心部件。
找到101项技术成果数据。
找技术 >地物探测多光谱激光雷达
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目属于环境领域,摄影测量与遥感方向。中国有18亿亩的耕地,每年因农作物过量施肥造成上百亿元的化肥损失;过量施肥还造成严重的土壤、水体和大气环境污染。对大面积农作物施肥指导是精细农业和遥感的重要科学技术问题。该发明提出地物探测多光谱激光雷达新概念,通过同时获取植被的形状和物性信息,攻克一台遥感设备难以兼容三维空间分辨和多光谱探测的技术瓶颈,有效解决对农作物施肥的大面积、高精度、快速监测难题。该发明研制成功了世界首台地物探测多光谱激光雷达系统,主要发明点为1、发明了多波长激光同时发射和同步接收的关键技术,解决一台遥感设备“同时实现高光谱分辨和高空间分辨观测”的科学难题;2、发明了多光谱激光雷达信号去噪和标定技术、以及大气校正技术,提高探测信噪比,解决对远距离、极微弱光谱和几何信息精确探测的技术难题;3、发明了融合激光光谱探测和三维扫描成像探测一体化的多光谱激光雷达整机技术,使之可适用于飞机、卫星等移动平台,攻克“大尺度”的技术瓶颈;4、发明了多光谱激光雷达波长选择算法,发现了最适合中国主要粮食作物水稻和小麦的激光特征波长,实现了地物探测激光雷达光谱探测能力从无到有的突破,有效提高农作物生长状况遥感监测精度。该项目已完成国家自然科学基金、863项目等多项研究课题,授权发明专利5项,发表科研论文14篇,其中SCI论文2篇,EI论文8篇。英国科学院工程与环境委员会主席Danson教授撰文指出“该发明的多波长扫描激光雷达在探测植被生物特性方面具有很好的应用前景”。该发明已连续数年对湖北水稻栽培基地进行监测,得到了应用推广。更进一步的,地物探测多光谱激光雷达能在保持三维高空间分辨的情况下,通过面向探测目标的不同多波长激光组合,获取大气、水体、植被等目标的多波段信息,还可在气象、林业、地质、水利、资源探测、环境监测、城市规划等方面具有较强的生态、经济和社会效益。
高分辨率激光雷达及地铁安全测量应用
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目属于交通运输工程与精密工程测量交叉学科。地铁已成为中国大型城市主要交通出行方式,地铁结构安全测量是乘客生命财产安全的重要保障。高效、高精度和自动化测量地铁隧道等设施结构形状和表面(简称“结构形面”)的精准变化是保障安全运营的关键,长期以来面临“测全难、测准难、测快难”三大业界公认难题。城市地铁具有空间分布广、观测环境恶劣、观测窗口受限等特点,对地铁结构形面的精准、高效测量提出巨大挑战。项目组研制了面向地铁结构形面精准变化检测的全波形高分辨率激光雷达、点云质量增强与智能化处理软件以及地铁高精度测量装备,突破了地铁安全测量“测全、测准、测快”关键技术,整体技术达到国际先进水平。主要科技创新如下:(1)针对结构形面高分辨率、高精度测量需求,发明了移动激光扫描全域覆盖和定点激光扫描局部增强的协同测量方法,研制了全波形大空间激光雷达和高精度移动激光测量装备,测量频率从50kHz提升至1MHz,测量空间分辨率提升5倍,测量精度达毫米级。(2)针对结构形面变化自动识别的技术瓶颈,发明了地铁隧道等设施结构形面变化状态智能识别方法,突破复杂环境下点云精度增强、结构形面精细表征和病害智能识别关键技术,变化检测精度达毫米级、病害识别率95%、内业效率提高5-10倍,被国际知名同行赞誉为国际学术前沿。(3)针对地铁结构形面“测全、测准、测快”的难题,提出了面向地铁安全测量的高分辨率激光雷达快速测量技术方法,实现地铁结构全断面获取,外业测量效率提高100倍以上;研制了地铁结构形面大数据管理及智能分析系列软件,解决了隧道收敛、错台等参数精准提取难题,应用到北京、广州、武汉等10余城市,累计完成建设期1000多公里和运营期2000多公里地铁结构测量。授权发明专利20余项,实用新型专利20余项,软件著作权30余项,参与制订国家、行业及地方标准3项,发表学术论文50余篇。近三年新增直接产值5亿余元,新增直接利税1.5亿余元,取得显著的社会和经济效益。
气象探测激光雷达
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:在气象探测中,获得低空大气中的温度、湿度、压力随高度的分布和随时间的变化对掌握天气趋势、提高天气预报的准确性至关重要。目前各气象部门采用的仍然是气球探空方法,这种方法受施放费用和工作量的限制,通常不能获得连续的数据;同时气球施放过程中会随风而飘(如在湖北施放,可飘到安徽),使探测结果的定位性较差。而气象探测激光雷达——车载式的拉曼气象激光雷达由于其具有很高的时间、空间分辨率和精确度,因而可以连续获取很大区域范围内的温度、湿度、压力等气象参数随高度的分布和时间的变化,因此,该气象探测激光雷达是气象研究和探测的有效工具及发展方向。研究所掌握了研制气象探测激光雷达——车载式曼激光雷达技术,并研制成功了瑞利散射激光雷达(探测20-70km中层大气)和钠层激光雷达(探测80-110km钠层),其技术达到国际先进水平,获中国科学院科技进步二等奖。已建成的低空拉曼激光雷达(探测高度0-20km),能探测大气中各种微量组分的高度分布和时间变化,这些设备为气象探测激光雷达的应用奠定了坚实的基础。技术的应用领域前景分析:该设备可用于气象部门,以城市级气象部门配备2-3台计算,将会有广阔的市场前景。效益分析:本技术收益50%厂房条件建议:无备注:无
大气温度、湿度及气溶胶廓线精细探测激光雷达
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:一. 主要研究内容1. 项目综述激光雷达作为一种主动遥感探测工具已有几十年的历史,已广泛用于激光大气传输、全球气候预测、气溶胶辐射效应及大气环境等研究领域。随着近年激光技术、信号探测技术和数据采集及控制技术的飞速发展,使激光雷达技术实用性及应用前景受到广泛的关注。相对于现有的微波、电磁波雷达技术来说,光波具有较短的波长,因此它可以利用光与大气中存在的分子和浮尘的相互作用来实现对大气光学及物理特性、气象/气候参数进行高时空分辨率的精细探测,是一种近年快速发展的全新探测技术,是现代雷达探测技术从厘米波,毫米波向光波探测技术延伸,实现遥感探测技术向高时空分辨率、高精度领域发展,所以激光雷达在大气遥测的高度、空间分辨率、时间上的连续监测和测量精度等方面具有独到的优势,是其它探测手段无法比拟的。大气温度,湿度及气溶胶(卷云)是描述大气状态的基本参数之一。由于很多重要的气象现象都是发生在大气对流层区域,温度,湿度及气溶胶的剖面测量对于大气及地球环境科学的研究、尤其是对城市区域气候、热岛效应等的研究就显得尤为重要。本项目的目标:是研制一台能全天候探测大气温度、湿度及气溶胶光学特性的全自动激光雷达系统。该系统具有能快速、实时及精确地进行对流层低层(高度5km)的大气温度,水汽密度,相对湿度,气溶胶及云层(特别卷云)的光学特性的垂直剖面的探测能力。为大气及地球环境科学研究,精细气象预报及自然灾害预警预报,军事及航空、航天等特珠气象保障提供实时、精细精确的有效大气监测数据。本项目的研究内容:在过去已经研制的实验样机及工程样机的基础上,利用已经取得的实验成果及技术积累,拟通过西安理工大学激光遥感研究中心已经建立的高光谱分辨率激光雷达系统为平台,研制一台对人眼安全、结构紧凑、可连续稳定运行、全天候工作的大气温度,湿度及气溶胶剖面探测的新一代工程样机。在系统设计上采用模块化的安定结构设计,操作系统采用自动及手动操作的人机界面软件设计,在系统探测原理上重点是提高脉冲激光锁频及鉴频的精度,解决探测区域内高浓度气溶胶对高精度测量温度,湿度的影响、及白天工作背景光干扰影响等问题,预计可完善建成我国第一套人眼安全的底层大气温度,湿度及气溶胶剖面测量为一体的多参量激光雷达测量系统。2. 产品主要技术指标及特点1)产品的主要技术指标:a) 温度测量范围及精度:高度范围:0.2-5.0 km,精度:高度4.0km的精度1度以下。b) 湿度测量范围及精度:高度范围:0.2-5.0 km米,精度:高度2.5km的精度5%以下。c) 气溶胶的测量范围及不确定度:高度范围:0.1-15.0 km,不确定度:高度15km的不确定度10%以下。d) 一个剖面数据的探测时间:用户可调,但标准探测时间5分钟e) 操作控制:自动及手动f) 系统总重及体积: 重量300kg,体积1.5m*0.8m*1.8m2)特点:快速、实时及精确探测参量剖面,可连续或一定时间间隔的自动探测,利用网络可实现远程监控探测等。3. 应用领域1) 用于军事,航空航天等高精细特珠气象保障服务。2) 用于精确的气象预报及大气物理、光学研究。它可以提高现有气象预报的准确度及降雨降水等气象灾害预报,进行地表大气放射及地球表面的热收支平衡等的研究。3) 用于城市居住环境的调查研究。例如 通过对城市温度,湿度和城市气溶胶(灰尘)的高度剖面的观测,可以研究城市热岛效应及城市气溶胶(灰尘)的高度聚集,停留的规律,为高层楼房,大型设施的建设场地的密度规划等市政建设提供设计依据。4) 用于区域性气候变动的调查研究。例如,火力电厂,水电站及大坝等大型设施周围的区域性气候变动的调查和检测。二. 技术水平大气温度,湿度是描述大气状态的基本参数之一。激光雷达作为大气环境监测的新技术手段,正受到全世界越来越广泛的关注。低层大气温度的全天候高精度测量技术属于当前激光雷达遥感技术的前沿课题。德国,美国及日本都投入大量资金和人力进行研发。但目前,国际上主要还是依靠探空气球等传统手段来测量底层温度,湿度剖面。测量时间长、时效性差、数据量不足,不能有效地为大气环境监测提供足够的数据以及满足气象服务的需求。本项目拟通过改进现有的紫外域波段高光谱分辨率激光雷达系统,实现一种对人眼安全、结构紧凑、可连续运行、全天候工作的,高度5公里区域底层大气温度,湿度及气溶胶剖面高精度测量系统。其主要的技术创新点就是在选用紫外域波段的激光为光源,提高了测量信号的强度及人眼安全性,设计一套高精度的分光器保证测量信号的声噪比要求,同时有效地剔除天空背景光及地层大气内高密度气溶胶颗粒(灰尘)的影响,解决了激光雷达高精度测量底层大气温度,湿度的二大技术难题。该项目已经完成了实验样机及工程样机的研制,激光雷达样机多次与探空气球进行实时探测比对,两者探测结果完全一致,其系统的创新性及技术含量趋于国际领先水平,特别在白天探测及高密度气溶胶条件下的温度探测技术,填补了激光雷达测温的国际空白。通过对原有样机的技术升级,特别是在系统稳定性、可靠性及数据产品反演等设计创新,可以使我国在底层激光测温领域达到国际领先,也可建成我国第一套人眼安全的底层大气温度,湿度及气溶胶剖面测量为一体的多参量激光雷达测量系统,成为该领域的高附加值,高技术的创新产品。技术的应用领域前景分析:市场前景国际上在激光雷达的产品化上近几年取得很快的发展,在气溶胶,风速风向及水汽密度探测上,已经有成熟的产品。激光雷达的载体平台已经从地基,车载、机载(船载)发展到星载激光雷达。美国、欧洲相继发射了卫星平台的激光雷达;即星载激光雷达。激光雷达产品是高附加值,高技术含量的新颖产品,一台最简单的小型气溶胶雷达在国内的售价约在150万元人民币,香港新机场的测风激光雷达就达约800万元,所以价格较高。我国在激光雷达的产品研发上基本趋于空白状态,目前激光雷达的产品市场还是国外产品占据市场。由于激光探测大气温度的灵敏度较低,很容易受气溶胶及太阳背景光的影响,激光雷达全天候高精度探测大气温度技术上一直是热门研究领域,也没有较完美的系统及研究成果,这也制约了气象上很重要的相对湿度的探测。目前国际上常用探空气球来测量大气温度,湿度剖面,数据量少(点数据),成本高(一次性使用),对地定位精度较差(受风速风向影响),这些严重制约了高精度数值天气预报的精度。激光雷达具有测量定位精确,实时测量,3维剖面测量,数据量大,性能价格比高,不干忧天空航空器的飞行等优点。比较适用于城市的居住环境评价,地表境界层的气溶胶的光学特性及地表大气放射及地球表面的热收支平衡等的研究,提供城市空气质量指数的数字化预报,降雨降水等天气预报及灾害预报等,具有很强的社会服务价值,能产生很好的经济效益。日本某民间企业在做了大量市场前景调查的基础上,花费了4年多时间及一亿多日元经费研发该产品,可见其产业化前景的潜力。所以精细温湿度探测激光雷达的出现,可以部分替代传统的探空气球探测方式,在气象领域,环境及地球大气科学研究,军事特珠气象保障领域等有很好的市场潜力及美好的市场远景。效益分析:预期经济效率目前单参量的小型气溶胶激光雷达的国内价格在150万元,单参量风速风向激光雷达(美国相干公司产品)市场价约800万元,德国Elight公司的大气污染探测激光雷达(SO2,NOx等)市场价在1000万元。本项目研发的多参量探测系统日本公司的参考价格在500万元人民币。市场预测:按第一年销售2台,第二年销售3台来计算,一年内就可以全部收回成本。属于高投入高回报项目。厂房条件建议:实施基础条件1. 西安理工大学已经建立的激光雷达研究平台,拥有可用于该项目前期研发的激光雷达系统和测试的硬软件设施。2. 本项目建议人已经研制了该项目的实验样机及工程样机,回国后组建的课题组具有较强的激光雷达研发技术积累,正在开展激光雷达产品及最新激光技术的研究。投资额及来源1. 利用西安理工大学现有的激光雷达平台,研发工程样机的研发费用约130万元(不含激光光源)。2. 新规投入的场合,研发工程样机的费用需要250万元。备注:服务方式及费用(案)样机研制主要依托西安理工大学的激光雷达实验平台及相关技术、专利,完成激光雷达系统的技术研究与开发,实现上述测量指标。研发所需经费及技术分工主要设想:方式I(技术+资金)1) 西安理工大学提供研究平台及测试手段,负责激光雷达系统的设计、调试、检测等技术开发,控制和数据反演软件开发,综合观测实验的维持与消耗等;2) 投资方购置和提供激光雷达系统研制所必需的各硬件、部件,及必要的加工、工艺等技术支持。方式II(委托开发)投资方以委托形式投入资金进行系统研发。
双视场大气气溶胶探测激光雷达
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
成果介绍:“双视场大气气溶胶探测激光雷达”适用于大气气溶胶(颗粒物、 PM2.5)定性定量检测。利用双视场这一创新技术提高了低空和高空的探测能力,可探测得到大气气溶胶消光系数、后向散射系数等光学参数的垂直分布廓线,为大气颗粒物污染监测、大气边界层变化监测、PM2.5 等提供高技术支持。 应用范围: 大气气溶胶(如颗粒物,PM2.5 等)探测 主要技术指标: 探测高度 0.1-20 千米;高度分辨率 3.75 米;时间分辨率 30 秒。 技术水平:已有国家发明专利,同时围绕关键技术已进一步申请发明专利 市场分析与前景: 基于激光雷达的大气气溶胶探测对大气环境、大气辐射传输和水循环、 遥感辐射校正都具有重要意义, 目前已经走向了环监、 气象等应用单位,具有广泛的市场前景。激光雷达技术含量高、价格昂贵,目前国内市场还是国外产品占据,购置和维护成本高。相对于目前市场上已经存在的大气探测激光雷达 1-10 千米的有效探测范围,双视场激光雷达更具有高低空兼顾的优势,0.1-20 千米的探测范围在低空和高空探测能力上均有突破, 为低空大气边界层探测和高空对流层顶探测提供了数据支持,在环境、大气科学、气象等诸多领域有很好的市场潜力和远景。 所属行业: 环保、大气、气象 合作方式: 技术转让
全固态激光雷达芯片与系统
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
基于激光雷达巨大的市场空间、发展趋势及目前存在的技术问题本团队将在原有的技术优势的基础上,依托国家重点实验室平台和高端芯片生产线,通过技术创新解决核心芯片问题,完成高性能固态激光雷达的研发。基于此项目的技术研发已取得多项专利成果,获得国家及省市政府的大力支持,获批多项国家级重大项目,且与中国第一汽车集团公司达成项目合作,本团队有着绝对的技术优势、良好的研发条件和充足的前期研发经费。本项目将进一步结合商业化思考、企业化运营,在技术研发的基础上实现高性能小型化全固态激光雷达生产和推广,推动激光雷达关键技术的发展,促进我国激光雷达产业的兴起,从而解决我国汽车行业发展过程中的关键科技问题。
ACUS 车路协同路侧激光雷达与边缘感知系统
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
ACUS 车路协同路侧激光雷达产品正在进军智慧交通和车路协同路侧车辆探测市场。其中,AC-08 雷达作为新一代国家标准化 ETC 收费车道车辆传感器已经通过干线高速公路 24 小时长期连续测试,2020 年 9 月启动全国高速公路市场推广,已与多家行业龙头公司开展系统集成和渠道合作,市场容量超过 100 亿; 公司面向车路协同车辆辨识场景研发的 HS-16A 同步固态激光雷达,在车路协同路侧感知行业率先实现同步高帧率固态激光雷达路侧安装使用。目前,每天有效车辆三维点云数据积累达到 GB 级别。公司正在配合国家新一代车路协同示范路项目(中国一号路)进行高可靠高精度路侧感知协同攻关,即将于国家第一条干线车路协同高速公路示范工程(京沪高速)安装投用,同期同步开展的技术迭代和数据积累将形成新的竞争壁垒,未来市场拓展空间广阔。 技术创新同步固态激光雷达开创了全新的高动态场景稳定测量方法。专利情况申请号(授权号):暂不公开市场前景及应用领域车路协同路侧感知。
激光跟踪测量系统
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
采用高重频脉冲激光光源,具有三维精密观瞄系统和二维精密测角机构,配 合CCD视频采集装置,是一种高精度激光雷达跟踪测量系统。具有大视场、高的 目标跟踪捕获率和测量精度,适合野外使用,在能见度中等、气温-20〜450C条 件下均能正常工作。且具有抗干扰能力强、使用方便、可单人操作等优点。 技术指标 1.测量距离:>5000m 2.测量精度:0.5m/s 3.测量频率:10次/秒
广州市规划院激光雷达测绘技术应用研究院
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
本项目以多载体激光雷达测绘技术为手段、空间信息获取及综合应用为目标,建成了具有技术创新特色与应用特征的“地面、移动、航空”多载体激光雷达测绘技术应用企业研究院,提出了古建筑三维激光测量建模一体化解决方案,建立古建筑海量点云数据集约化管理工作机制,为古建筑的数字化重建、维护、监测、修复提供先进技术手段和科学方法;基于激光扫描仪、全景相机、惯性导航装置等多源传感器,研制一套具有自主知识产权的移动激光测量系统;提出一套激光扫描与全景采集融合、点云量测与全景摄影测量结合、BS/CS多平台可视化展示的技术方法和工作流程,有效提升城市地理信息按需测绘、快速获取空间信息的能力;引进了低空无人机遥感设备,并开展了利用低空航摄进行高分辨率影像的获取,在现势性高分影像,城市小场景三维模型制作,“违法用地、违法建设”监测等领域开展了实际应用;融合地面LiDAR测图、移动激光测量、低空无人机系统等技术,针对历史文化名城保护遗址和风景街区,以地面LiDAR数据为基准,在统一参考坐标系下,融合多种三维点云数据,形成三维点云、数字高程模型、正射影像、地形图、建筑平立剖面测绘图、三维模型等多种应用成果。
基于硅基外腔芯片的窄线宽连续调频激光器
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
项目成果/简介:1. 痛点问题激光雷达在自动驾驶等领域有重要应用。基于调频连续波技术的激光雷达(FMCW Lidar)有着探测距离远、抗干扰和同时测速等优势,被认为是最具应用潜力的激光雷达。激光光源是FMCW激光雷达的核心器件之一,FMCW光源的调频非线性会严重影响激光雷达的分辨率,导致有效工作距离缩短,阻碍激光雷达性能的提升。2. 解决方案本成果预期解决目前调频连续波激光雷达(FMCW Lidar)中光源调频非线性的问题。本成果提出一种基于硅基外腔芯片的窄线宽激光器,通过无源硅基外腔芯片反射波长中心频率和反射相位的联合调谐,可以实现高线性的激光输出频率调谐,其原理架构与和实验验证结果如图1所示。从而突破了传统FMCW光源直接通过电流调制进行调频导致的非线性限制,直接产生高线性连续调频光信号。合作需求1、需要融资1800~2000万元,完成研发实验室及一期生产线的建设,以及前期工程样品的开发;2、需要800平米左右万级超净厂房及配套办公面积,希望有兴趣的地区或者园区能够提供优惠的政策与支持;3、欢迎FMCW激光雷达厂家及其它对FMCW光源有需求的客户合作,联合测试、共同开发;4、欢迎在硅光设计、光有源、无源耦合及自动化生产等方面的技术、管理专家加盟,共同打造激光雷达的中国光芯,共创美好未来。项目阶段:本项目拟进行科技成果转化,计划批量制造FMCW光源,并与Lidar厂家开展合作,提供定制化服务,由于产品技术含量高,可望实现较高的毛利率水平。团队拟投入1800万元实现功能样品和建立一期产品生产线。其中拟投入700万元研发经费继续开发,包括继续改善设计、硅光芯片流片验证、封装耦合工艺开发完善、样品送测并继续改进等,将本技术转换为实用化产品。初级样品验证合格后,拟投入600元新建耦合封装一期生产线,用于FMCW光源产品的批量生产,并将根据市场反馈决定是否继续扩产。本项目目标客户主要为FMCW Lidar整机厂商,目前已经和华为、摩尔芯光、杭州视光、万集科技等FMCW Lidar的头部企业进行了前期技术交流,客户对本项目技术方案可能实现的高线性非常感兴趣,希望能够加快开发进度,尽快提供可测试的样品,并愿意展开长期合作。效益分析:目前解决FMCW光源调频非线性主要采用对光源加光锁相环(OPLL)进行反馈控制,提高光源的调频线性度以满足Lidar系统的要求。如2021年3月,Aurora以一亿美金价格收购团队来自加州大学伯克利分校的FMCW激光雷达初创公司OURS就是采用这一方案。但OPLL结构复杂,而且存在参考臂延迟光纤(约几十米长度),使得整个Lidar难以真正实现固态化、集成化,稳定性也受到影响。目前市场急需一种全固态的解决方案,并要求可以提供满足Lidar系统要求的超高线性度。初步实验表明,本方案制作的光源可以实现高线性度的调频信号,其输出激光线宽小于3KHz,调频范围大于5GHz,线性度可高达10-8,线性度比传统调频光源技术高3个量级。基于本技术可以制造高线性度的FMCW光源,提供给FMCWLidar厂家,作为Lidar的光源核心部件。
找到101项技术成果数据。
找技术 >地物探测多光谱激光雷达
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目属于环境领域,摄影测量与遥感方向。中国有18亿亩的耕地,每年因农作物过量施肥造成上百亿元的化肥损失;过量施肥还造成严重的土壤、水体和大气环境污染。对大面积农作物施肥指导是精细农业和遥感的重要科学技术问题。该发明提出地物探测多光谱激光雷达新概念,通过同时获取植被的形状和物性信息,攻克一台遥感设备难以兼容三维空间分辨和多光谱探测的技术瓶颈,有效解决对农作物施肥的大面积、高精度、快速监测难题。该发明研制成功了世界首台地物探测多光谱激光雷达系统,主要发明点为1、发明了多波长激光同时发射和同步接收的关键技术,解决一台遥感设备“同时实现高光谱分辨和高空间分辨观测”的科学难题;2、发明了多光谱激光雷达信号去噪和标定技术、以及大气校正技术,提高探测信噪比,解决对远距离、极微弱光谱和几何信息精确探测的技术难题;3、发明了融合激光光谱探测和三维扫描成像探测一体化的多光谱激光雷达整机技术,使之可适用于飞机、卫星等移动平台,攻克“大尺度”的技术瓶颈;4、发明了多光谱激光雷达波长选择算法,发现了最适合中国主要粮食作物水稻和小麦的激光特征波长,实现了地物探测激光雷达光谱探测能力从无到有的突破,有效提高农作物生长状况遥感监测精度。该项目已完成国家自然科学基金、863项目等多项研究课题,授权发明专利5项,发表科研论文14篇,其中SCI论文2篇,EI论文8篇。英国科学院工程与环境委员会主席Danson教授撰文指出“该发明的多波长扫描激光雷达在探测植被生物特性方面具有很好的应用前景”。该发明已连续数年对湖北水稻栽培基地进行监测,得到了应用推广。更进一步的,地物探测多光谱激光雷达能在保持三维高空间分辨的情况下,通过面向探测目标的不同多波长激光组合,获取大气、水体、植被等目标的多波段信息,还可在气象、林业、地质、水利、资源探测、环境监测、城市规划等方面具有较强的生态、经济和社会效益。
高分辨率激光雷达及地铁安全测量应用
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目属于交通运输工程与精密工程测量交叉学科。地铁已成为中国大型城市主要交通出行方式,地铁结构安全测量是乘客生命财产安全的重要保障。高效、高精度和自动化测量地铁隧道等设施结构形状和表面(简称“结构形面”)的精准变化是保障安全运营的关键,长期以来面临“测全难、测准难、测快难”三大业界公认难题。城市地铁具有空间分布广、观测环境恶劣、观测窗口受限等特点,对地铁结构形面的精准、高效测量提出巨大挑战。项目组研制了面向地铁结构形面精准变化检测的全波形高分辨率激光雷达、点云质量增强与智能化处理软件以及地铁高精度测量装备,突破了地铁安全测量“测全、测准、测快”关键技术,整体技术达到国际先进水平。主要科技创新如下:(1)针对结构形面高分辨率、高精度测量需求,发明了移动激光扫描全域覆盖和定点激光扫描局部增强的协同测量方法,研制了全波形大空间激光雷达和高精度移动激光测量装备,测量频率从50kHz提升至1MHz,测量空间分辨率提升5倍,测量精度达毫米级。(2)针对结构形面变化自动识别的技术瓶颈,发明了地铁隧道等设施结构形面变化状态智能识别方法,突破复杂环境下点云精度增强、结构形面精细表征和病害智能识别关键技术,变化检测精度达毫米级、病害识别率95%、内业效率提高5-10倍,被国际知名同行赞誉为国际学术前沿。(3)针对地铁结构形面“测全、测准、测快”的难题,提出了面向地铁安全测量的高分辨率激光雷达快速测量技术方法,实现地铁结构全断面获取,外业测量效率提高100倍以上;研制了地铁结构形面大数据管理及智能分析系列软件,解决了隧道收敛、错台等参数精准提取难题,应用到北京、广州、武汉等10余城市,累计完成建设期1000多公里和运营期2000多公里地铁结构测量。授权发明专利20余项,实用新型专利20余项,软件著作权30余项,参与制订国家、行业及地方标准3项,发表学术论文50余篇。近三年新增直接产值5亿余元,新增直接利税1.5亿余元,取得显著的社会和经济效益。
气象探测激光雷达
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:在气象探测中,获得低空大气中的温度、湿度、压力随高度的分布和随时间的变化对掌握天气趋势、提高天气预报的准确性至关重要。目前各气象部门采用的仍然是气球探空方法,这种方法受施放费用和工作量的限制,通常不能获得连续的数据;同时气球施放过程中会随风而飘(如在湖北施放,可飘到安徽),使探测结果的定位性较差。而气象探测激光雷达——车载式的拉曼气象激光雷达由于其具有很高的时间、空间分辨率和精确度,因而可以连续获取很大区域范围内的温度、湿度、压力等气象参数随高度的分布和时间的变化,因此,该气象探测激光雷达是气象研究和探测的有效工具及发展方向。研究所掌握了研制气象探测激光雷达——车载式曼激光雷达技术,并研制成功了瑞利散射激光雷达(探测20-70km中层大气)和钠层激光雷达(探测80-110km钠层),其技术达到国际先进水平,获中国科学院科技进步二等奖。已建成的低空拉曼激光雷达(探测高度0-20km),能探测大气中各种微量组分的高度分布和时间变化,这些设备为气象探测激光雷达的应用奠定了坚实的基础。技术的应用领域前景分析:该设备可用于气象部门,以城市级气象部门配备2-3台计算,将会有广阔的市场前景。效益分析:本技术收益50%厂房条件建议:无备注:无
大气温度、湿度及气溶胶廓线精细探测激光雷达
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:一. 主要研究内容1. 项目综述激光雷达作为一种主动遥感探测工具已有几十年的历史,已广泛用于激光大气传输、全球气候预测、气溶胶辐射效应及大气环境等研究领域。随着近年激光技术、信号探测技术和数据采集及控制技术的飞速发展,使激光雷达技术实用性及应用前景受到广泛的关注。相对于现有的微波、电磁波雷达技术来说,光波具有较短的波长,因此它可以利用光与大气中存在的分子和浮尘的相互作用来实现对大气光学及物理特性、气象/气候参数进行高时空分辨率的精细探测,是一种近年快速发展的全新探测技术,是现代雷达探测技术从厘米波,毫米波向光波探测技术延伸,实现遥感探测技术向高时空分辨率、高精度领域发展,所以激光雷达在大气遥测的高度、空间分辨率、时间上的连续监测和测量精度等方面具有独到的优势,是其它探测手段无法比拟的。大气温度,湿度及气溶胶(卷云)是描述大气状态的基本参数之一。由于很多重要的气象现象都是发生在大气对流层区域,温度,湿度及气溶胶的剖面测量对于大气及地球环境科学的研究、尤其是对城市区域气候、热岛效应等的研究就显得尤为重要。本项目的目标:是研制一台能全天候探测大气温度、湿度及气溶胶光学特性的全自动激光雷达系统。该系统具有能快速、实时及精确地进行对流层低层(高度5km)的大气温度,水汽密度,相对湿度,气溶胶及云层(特别卷云)的光学特性的垂直剖面的探测能力。为大气及地球环境科学研究,精细气象预报及自然灾害预警预报,军事及航空、航天等特珠气象保障提供实时、精细精确的有效大气监测数据。本项目的研究内容:在过去已经研制的实验样机及工程样机的基础上,利用已经取得的实验成果及技术积累,拟通过西安理工大学激光遥感研究中心已经建立的高光谱分辨率激光雷达系统为平台,研制一台对人眼安全、结构紧凑、可连续稳定运行、全天候工作的大气温度,湿度及气溶胶剖面探测的新一代工程样机。在系统设计上采用模块化的安定结构设计,操作系统采用自动及手动操作的人机界面软件设计,在系统探测原理上重点是提高脉冲激光锁频及鉴频的精度,解决探测区域内高浓度气溶胶对高精度测量温度,湿度的影响、及白天工作背景光干扰影响等问题,预计可完善建成我国第一套人眼安全的底层大气温度,湿度及气溶胶剖面测量为一体的多参量激光雷达测量系统。2. 产品主要技术指标及特点1)产品的主要技术指标:a) 温度测量范围及精度:高度范围:0.2-5.0 km,精度:高度4.0km的精度1度以下。b) 湿度测量范围及精度:高度范围:0.2-5.0 km米,精度:高度2.5km的精度5%以下。c) 气溶胶的测量范围及不确定度:高度范围:0.1-15.0 km,不确定度:高度15km的不确定度10%以下。d) 一个剖面数据的探测时间:用户可调,但标准探测时间5分钟e) 操作控制:自动及手动f) 系统总重及体积: 重量300kg,体积1.5m*0.8m*1.8m2)特点:快速、实时及精确探测参量剖面,可连续或一定时间间隔的自动探测,利用网络可实现远程监控探测等。3. 应用领域1) 用于军事,航空航天等高精细特珠气象保障服务。2) 用于精确的气象预报及大气物理、光学研究。它可以提高现有气象预报的准确度及降雨降水等气象灾害预报,进行地表大气放射及地球表面的热收支平衡等的研究。3) 用于城市居住环境的调查研究。例如 通过对城市温度,湿度和城市气溶胶(灰尘)的高度剖面的观测,可以研究城市热岛效应及城市气溶胶(灰尘)的高度聚集,停留的规律,为高层楼房,大型设施的建设场地的密度规划等市政建设提供设计依据。4) 用于区域性气候变动的调查研究。例如,火力电厂,水电站及大坝等大型设施周围的区域性气候变动的调查和检测。二. 技术水平大气温度,湿度是描述大气状态的基本参数之一。激光雷达作为大气环境监测的新技术手段,正受到全世界越来越广泛的关注。低层大气温度的全天候高精度测量技术属于当前激光雷达遥感技术的前沿课题。德国,美国及日本都投入大量资金和人力进行研发。但目前,国际上主要还是依靠探空气球等传统手段来测量底层温度,湿度剖面。测量时间长、时效性差、数据量不足,不能有效地为大气环境监测提供足够的数据以及满足气象服务的需求。本项目拟通过改进现有的紫外域波段高光谱分辨率激光雷达系统,实现一种对人眼安全、结构紧凑、可连续运行、全天候工作的,高度5公里区域底层大气温度,湿度及气溶胶剖面高精度测量系统。其主要的技术创新点就是在选用紫外域波段的激光为光源,提高了测量信号的强度及人眼安全性,设计一套高精度的分光器保证测量信号的声噪比要求,同时有效地剔除天空背景光及地层大气内高密度气溶胶颗粒(灰尘)的影响,解决了激光雷达高精度测量底层大气温度,湿度的二大技术难题。该项目已经完成了实验样机及工程样机的研制,激光雷达样机多次与探空气球进行实时探测比对,两者探测结果完全一致,其系统的创新性及技术含量趋于国际领先水平,特别在白天探测及高密度气溶胶条件下的温度探测技术,填补了激光雷达测温的国际空白。通过对原有样机的技术升级,特别是在系统稳定性、可靠性及数据产品反演等设计创新,可以使我国在底层激光测温领域达到国际领先,也可建成我国第一套人眼安全的底层大气温度,湿度及气溶胶剖面测量为一体的多参量激光雷达测量系统,成为该领域的高附加值,高技术的创新产品。技术的应用领域前景分析:市场前景国际上在激光雷达的产品化上近几年取得很快的发展,在气溶胶,风速风向及水汽密度探测上,已经有成熟的产品。激光雷达的载体平台已经从地基,车载、机载(船载)发展到星载激光雷达。美国、欧洲相继发射了卫星平台的激光雷达;即星载激光雷达。激光雷达产品是高附加值,高技术含量的新颖产品,一台最简单的小型气溶胶雷达在国内的售价约在150万元人民币,香港新机场的测风激光雷达就达约800万元,所以价格较高。我国在激光雷达的产品研发上基本趋于空白状态,目前激光雷达的产品市场还是国外产品占据市场。由于激光探测大气温度的灵敏度较低,很容易受气溶胶及太阳背景光的影响,激光雷达全天候高精度探测大气温度技术上一直是热门研究领域,也没有较完美的系统及研究成果,这也制约了气象上很重要的相对湿度的探测。目前国际上常用探空气球来测量大气温度,湿度剖面,数据量少(点数据),成本高(一次性使用),对地定位精度较差(受风速风向影响),这些严重制约了高精度数值天气预报的精度。激光雷达具有测量定位精确,实时测量,3维剖面测量,数据量大,性能价格比高,不干忧天空航空器的飞行等优点。比较适用于城市的居住环境评价,地表境界层的气溶胶的光学特性及地表大气放射及地球表面的热收支平衡等的研究,提供城市空气质量指数的数字化预报,降雨降水等天气预报及灾害预报等,具有很强的社会服务价值,能产生很好的经济效益。日本某民间企业在做了大量市场前景调查的基础上,花费了4年多时间及一亿多日元经费研发该产品,可见其产业化前景的潜力。所以精细温湿度探测激光雷达的出现,可以部分替代传统的探空气球探测方式,在气象领域,环境及地球大气科学研究,军事特珠气象保障领域等有很好的市场潜力及美好的市场远景。效益分析:预期经济效率目前单参量的小型气溶胶激光雷达的国内价格在150万元,单参量风速风向激光雷达(美国相干公司产品)市场价约800万元,德国Elight公司的大气污染探测激光雷达(SO2,NOx等)市场价在1000万元。本项目研发的多参量探测系统日本公司的参考价格在500万元人民币。市场预测:按第一年销售2台,第二年销售3台来计算,一年内就可以全部收回成本。属于高投入高回报项目。厂房条件建议:实施基础条件1. 西安理工大学已经建立的激光雷达研究平台,拥有可用于该项目前期研发的激光雷达系统和测试的硬软件设施。2. 本项目建议人已经研制了该项目的实验样机及工程样机,回国后组建的课题组具有较强的激光雷达研发技术积累,正在开展激光雷达产品及最新激光技术的研究。投资额及来源1. 利用西安理工大学现有的激光雷达平台,研发工程样机的研发费用约130万元(不含激光光源)。2. 新规投入的场合,研发工程样机的费用需要250万元。备注:服务方式及费用(案)样机研制主要依托西安理工大学的激光雷达实验平台及相关技术、专利,完成激光雷达系统的技术研究与开发,实现上述测量指标。研发所需经费及技术分工主要设想:方式I(技术+资金)1) 西安理工大学提供研究平台及测试手段,负责激光雷达系统的设计、调试、检测等技术开发,控制和数据反演软件开发,综合观测实验的维持与消耗等;2) 投资方购置和提供激光雷达系统研制所必需的各硬件、部件,及必要的加工、工艺等技术支持。方式II(委托开发)投资方以委托形式投入资金进行系统研发。
双视场大气气溶胶探测激光雷达
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
成果介绍:“双视场大气气溶胶探测激光雷达”适用于大气气溶胶(颗粒物、 PM2.5)定性定量检测。利用双视场这一创新技术提高了低空和高空的探测能力,可探测得到大气气溶胶消光系数、后向散射系数等光学参数的垂直分布廓线,为大气颗粒物污染监测、大气边界层变化监测、PM2.5 等提供高技术支持。 应用范围: 大气气溶胶(如颗粒物,PM2.5 等)探测 主要技术指标: 探测高度 0.1-20 千米;高度分辨率 3.75 米;时间分辨率 30 秒。 技术水平:已有国家发明专利,同时围绕关键技术已进一步申请发明专利 市场分析与前景: 基于激光雷达的大气气溶胶探测对大气环境、大气辐射传输和水循环、 遥感辐射校正都具有重要意义, 目前已经走向了环监、 气象等应用单位,具有广泛的市场前景。激光雷达技术含量高、价格昂贵,目前国内市场还是国外产品占据,购置和维护成本高。相对于目前市场上已经存在的大气探测激光雷达 1-10 千米的有效探测范围,双视场激光雷达更具有高低空兼顾的优势,0.1-20 千米的探测范围在低空和高空探测能力上均有突破, 为低空大气边界层探测和高空对流层顶探测提供了数据支持,在环境、大气科学、气象等诸多领域有很好的市场潜力和远景。 所属行业: 环保、大气、气象 合作方式: 技术转让
全固态激光雷达芯片与系统
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
基于激光雷达巨大的市场空间、发展趋势及目前存在的技术问题本团队将在原有的技术优势的基础上,依托国家重点实验室平台和高端芯片生产线,通过技术创新解决核心芯片问题,完成高性能固态激光雷达的研发。基于此项目的技术研发已取得多项专利成果,获得国家及省市政府的大力支持,获批多项国家级重大项目,且与中国第一汽车集团公司达成项目合作,本团队有着绝对的技术优势、良好的研发条件和充足的前期研发经费。本项目将进一步结合商业化思考、企业化运营,在技术研发的基础上实现高性能小型化全固态激光雷达生产和推广,推动激光雷达关键技术的发展,促进我国激光雷达产业的兴起,从而解决我国汽车行业发展过程中的关键科技问题。
ACUS 车路协同路侧激光雷达与边缘感知系统
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
ACUS 车路协同路侧激光雷达产品正在进军智慧交通和车路协同路侧车辆探测市场。其中,AC-08 雷达作为新一代国家标准化 ETC 收费车道车辆传感器已经通过干线高速公路 24 小时长期连续测试,2020 年 9 月启动全国高速公路市场推广,已与多家行业龙头公司开展系统集成和渠道合作,市场容量超过 100 亿; 公司面向车路协同车辆辨识场景研发的 HS-16A 同步固态激光雷达,在车路协同路侧感知行业率先实现同步高帧率固态激光雷达路侧安装使用。目前,每天有效车辆三维点云数据积累达到 GB 级别。公司正在配合国家新一代车路协同示范路项目(中国一号路)进行高可靠高精度路侧感知协同攻关,即将于国家第一条干线车路协同高速公路示范工程(京沪高速)安装投用,同期同步开展的技术迭代和数据积累将形成新的竞争壁垒,未来市场拓展空间广阔。 技术创新同步固态激光雷达开创了全新的高动态场景稳定测量方法。专利情况申请号(授权号):暂不公开市场前景及应用领域车路协同路侧感知。
激光跟踪测量系统
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
采用高重频脉冲激光光源,具有三维精密观瞄系统和二维精密测角机构,配 合CCD视频采集装置,是一种高精度激光雷达跟踪测量系统。具有大视场、高的 目标跟踪捕获率和测量精度,适合野外使用,在能见度中等、气温-20〜450C条 件下均能正常工作。且具有抗干扰能力强、使用方便、可单人操作等优点。 技术指标 1.测量距离:>5000m 2.测量精度:0.5m/s 3.测量频率:10次/秒
广州市规划院激光雷达测绘技术应用研究院
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
本项目以多载体激光雷达测绘技术为手段、空间信息获取及综合应用为目标,建成了具有技术创新特色与应用特征的“地面、移动、航空”多载体激光雷达测绘技术应用企业研究院,提出了古建筑三维激光测量建模一体化解决方案,建立古建筑海量点云数据集约化管理工作机制,为古建筑的数字化重建、维护、监测、修复提供先进技术手段和科学方法;基于激光扫描仪、全景相机、惯性导航装置等多源传感器,研制一套具有自主知识产权的移动激光测量系统;提出一套激光扫描与全景采集融合、点云量测与全景摄影测量结合、BS/CS多平台可视化展示的技术方法和工作流程,有效提升城市地理信息按需测绘、快速获取空间信息的能力;引进了低空无人机遥感设备,并开展了利用低空航摄进行高分辨率影像的获取,在现势性高分影像,城市小场景三维模型制作,“违法用地、违法建设”监测等领域开展了实际应用;融合地面LiDAR测图、移动激光测量、低空无人机系统等技术,针对历史文化名城保护遗址和风景街区,以地面LiDAR数据为基准,在统一参考坐标系下,融合多种三维点云数据,形成三维点云、数字高程模型、正射影像、地形图、建筑平立剖面测绘图、三维模型等多种应用成果。
基于硅基外腔芯片的窄线宽连续调频激光器
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
项目成果/简介:1. 痛点问题激光雷达在自动驾驶等领域有重要应用。基于调频连续波技术的激光雷达(FMCW Lidar)有着探测距离远、抗干扰和同时测速等优势,被认为是最具应用潜力的激光雷达。激光光源是FMCW激光雷达的核心器件之一,FMCW光源的调频非线性会严重影响激光雷达的分辨率,导致有效工作距离缩短,阻碍激光雷达性能的提升。2. 解决方案本成果预期解决目前调频连续波激光雷达(FMCW Lidar)中光源调频非线性的问题。本成果提出一种基于硅基外腔芯片的窄线宽激光器,通过无源硅基外腔芯片反射波长中心频率和反射相位的联合调谐,可以实现高线性的激光输出频率调谐,其原理架构与和实验验证结果如图1所示。从而突破了传统FMCW光源直接通过电流调制进行调频导致的非线性限制,直接产生高线性连续调频光信号。合作需求1、需要融资1800~2000万元,完成研发实验室及一期生产线的建设,以及前期工程样品的开发;2、需要800平米左右万级超净厂房及配套办公面积,希望有兴趣的地区或者园区能够提供优惠的政策与支持;3、欢迎FMCW激光雷达厂家及其它对FMCW光源有需求的客户合作,联合测试、共同开发;4、欢迎在硅光设计、光有源、无源耦合及自动化生产等方面的技术、管理专家加盟,共同打造激光雷达的中国光芯,共创美好未来。项目阶段:本项目拟进行科技成果转化,计划批量制造FMCW光源,并与Lidar厂家开展合作,提供定制化服务,由于产品技术含量高,可望实现较高的毛利率水平。团队拟投入1800万元实现功能样品和建立一期产品生产线。其中拟投入700万元研发经费继续开发,包括继续改善设计、硅光芯片流片验证、封装耦合工艺开发完善、样品送测并继续改进等,将本技术转换为实用化产品。初级样品验证合格后,拟投入600元新建耦合封装一期生产线,用于FMCW光源产品的批量生产,并将根据市场反馈决定是否继续扩产。本项目目标客户主要为FMCW Lidar整机厂商,目前已经和华为、摩尔芯光、杭州视光、万集科技等FMCW Lidar的头部企业进行了前期技术交流,客户对本项目技术方案可能实现的高线性非常感兴趣,希望能够加快开发进度,尽快提供可测试的样品,并愿意展开长期合作。效益分析:目前解决FMCW光源调频非线性主要采用对光源加光锁相环(OPLL)进行反馈控制,提高光源的调频线性度以满足Lidar系统的要求。如2021年3月,Aurora以一亿美金价格收购团队来自加州大学伯克利分校的FMCW激光雷达初创公司OURS就是采用这一方案。但OPLL结构复杂,而且存在参考臂延迟光纤(约几十米长度),使得整个Lidar难以真正实现固态化、集成化,稳定性也受到影响。目前市场急需一种全固态的解决方案,并要求可以提供满足Lidar系统要求的超高线性度。初步实验表明,本方案制作的光源可以实现高线性度的调频信号,其输出激光线宽小于3KHz,调频范围大于5GHz,线性度可高达10-8,线性度比传统调频光源技术高3个量级。基于本技术可以制造高线性度的FMCW光源,提供给FMCWLidar厂家,作为Lidar的光源核心部件。
找到101项技术成果数据。
找技术 >地物探测多光谱激光雷达
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目属于环境领域,摄影测量与遥感方向。中国有18亿亩的耕地,每年因农作物过量施肥造成上百亿元的化肥损失;过量施肥还造成严重的土壤、水体和大气环境污染。对大面积农作物施肥指导是精细农业和遥感的重要科学技术问题。该发明提出地物探测多光谱激光雷达新概念,通过同时获取植被的形状和物性信息,攻克一台遥感设备难以兼容三维空间分辨和多光谱探测的技术瓶颈,有效解决对农作物施肥的大面积、高精度、快速监测难题。该发明研制成功了世界首台地物探测多光谱激光雷达系统,主要发明点为1、发明了多波长激光同时发射和同步接收的关键技术,解决一台遥感设备“同时实现高光谱分辨和高空间分辨观测”的科学难题;2、发明了多光谱激光雷达信号去噪和标定技术、以及大气校正技术,提高探测信噪比,解决对远距离、极微弱光谱和几何信息精确探测的技术难题;3、发明了融合激光光谱探测和三维扫描成像探测一体化的多光谱激光雷达整机技术,使之可适用于飞机、卫星等移动平台,攻克“大尺度”的技术瓶颈;4、发明了多光谱激光雷达波长选择算法,发现了最适合中国主要粮食作物水稻和小麦的激光特征波长,实现了地物探测激光雷达光谱探测能力从无到有的突破,有效提高农作物生长状况遥感监测精度。该项目已完成国家自然科学基金、863项目等多项研究课题,授权发明专利5项,发表科研论文14篇,其中SCI论文2篇,EI论文8篇。英国科学院工程与环境委员会主席Danson教授撰文指出“该发明的多波长扫描激光雷达在探测植被生物特性方面具有很好的应用前景”。该发明已连续数年对湖北水稻栽培基地进行监测,得到了应用推广。更进一步的,地物探测多光谱激光雷达能在保持三维高空间分辨的情况下,通过面向探测目标的不同多波长激光组合,获取大气、水体、植被等目标的多波段信息,还可在气象、林业、地质、水利、资源探测、环境监测、城市规划等方面具有较强的生态、经济和社会效益。
高分辨率激光雷达及地铁安全测量应用
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目属于交通运输工程与精密工程测量交叉学科。地铁已成为中国大型城市主要交通出行方式,地铁结构安全测量是乘客生命财产安全的重要保障。高效、高精度和自动化测量地铁隧道等设施结构形状和表面(简称“结构形面”)的精准变化是保障安全运营的关键,长期以来面临“测全难、测准难、测快难”三大业界公认难题。城市地铁具有空间分布广、观测环境恶劣、观测窗口受限等特点,对地铁结构形面的精准、高效测量提出巨大挑战。项目组研制了面向地铁结构形面精准变化检测的全波形高分辨率激光雷达、点云质量增强与智能化处理软件以及地铁高精度测量装备,突破了地铁安全测量“测全、测准、测快”关键技术,整体技术达到国际先进水平。主要科技创新如下:(1)针对结构形面高分辨率、高精度测量需求,发明了移动激光扫描全域覆盖和定点激光扫描局部增强的协同测量方法,研制了全波形大空间激光雷达和高精度移动激光测量装备,测量频率从50kHz提升至1MHz,测量空间分辨率提升5倍,测量精度达毫米级。(2)针对结构形面变化自动识别的技术瓶颈,发明了地铁隧道等设施结构形面变化状态智能识别方法,突破复杂环境下点云精度增强、结构形面精细表征和病害智能识别关键技术,变化检测精度达毫米级、病害识别率95%、内业效率提高5-10倍,被国际知名同行赞誉为国际学术前沿。(3)针对地铁结构形面“测全、测准、测快”的难题,提出了面向地铁安全测量的高分辨率激光雷达快速测量技术方法,实现地铁结构全断面获取,外业测量效率提高100倍以上;研制了地铁结构形面大数据管理及智能分析系列软件,解决了隧道收敛、错台等参数精准提取难题,应用到北京、广州、武汉等10余城市,累计完成建设期1000多公里和运营期2000多公里地铁结构测量。授权发明专利20余项,实用新型专利20余项,软件著作权30余项,参与制订国家、行业及地方标准3项,发表学术论文50余篇。近三年新增直接产值5亿余元,新增直接利税1.5亿余元,取得显著的社会和经济效益。
气象探测激光雷达
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:在气象探测中,获得低空大气中的温度、湿度、压力随高度的分布和随时间的变化对掌握天气趋势、提高天气预报的准确性至关重要。目前各气象部门采用的仍然是气球探空方法,这种方法受施放费用和工作量的限制,通常不能获得连续的数据;同时气球施放过程中会随风而飘(如在湖北施放,可飘到安徽),使探测结果的定位性较差。而气象探测激光雷达——车载式的拉曼气象激光雷达由于其具有很高的时间、空间分辨率和精确度,因而可以连续获取很大区域范围内的温度、湿度、压力等气象参数随高度的分布和时间的变化,因此,该气象探测激光雷达是气象研究和探测的有效工具及发展方向。研究所掌握了研制气象探测激光雷达——车载式曼激光雷达技术,并研制成功了瑞利散射激光雷达(探测20-70km中层大气)和钠层激光雷达(探测80-110km钠层),其技术达到国际先进水平,获中国科学院科技进步二等奖。已建成的低空拉曼激光雷达(探测高度0-20km),能探测大气中各种微量组分的高度分布和时间变化,这些设备为气象探测激光雷达的应用奠定了坚实的基础。技术的应用领域前景分析:该设备可用于气象部门,以城市级气象部门配备2-3台计算,将会有广阔的市场前景。效益分析:本技术收益50%厂房条件建议:无备注:无
大气温度、湿度及气溶胶廓线精细探测激光雷达
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:一. 主要研究内容1. 项目综述激光雷达作为一种主动遥感探测工具已有几十年的历史,已广泛用于激光大气传输、全球气候预测、气溶胶辐射效应及大气环境等研究领域。随着近年激光技术、信号探测技术和数据采集及控制技术的飞速发展,使激光雷达技术实用性及应用前景受到广泛的关注。相对于现有的微波、电磁波雷达技术来说,光波具有较短的波长,因此它可以利用光与大气中存在的分子和浮尘的相互作用来实现对大气光学及物理特性、气象/气候参数进行高时空分辨率的精细探测,是一种近年快速发展的全新探测技术,是现代雷达探测技术从厘米波,毫米波向光波探测技术延伸,实现遥感探测技术向高时空分辨率、高精度领域发展,所以激光雷达在大气遥测的高度、空间分辨率、时间上的连续监测和测量精度等方面具有独到的优势,是其它探测手段无法比拟的。大气温度,湿度及气溶胶(卷云)是描述大气状态的基本参数之一。由于很多重要的气象现象都是发生在大气对流层区域,温度,湿度及气溶胶的剖面测量对于大气及地球环境科学的研究、尤其是对城市区域气候、热岛效应等的研究就显得尤为重要。本项目的目标:是研制一台能全天候探测大气温度、湿度及气溶胶光学特性的全自动激光雷达系统。该系统具有能快速、实时及精确地进行对流层低层(高度5km)的大气温度,水汽密度,相对湿度,气溶胶及云层(特别卷云)的光学特性的垂直剖面的探测能力。为大气及地球环境科学研究,精细气象预报及自然灾害预警预报,军事及航空、航天等特珠气象保障提供实时、精细精确的有效大气监测数据。本项目的研究内容:在过去已经研制的实验样机及工程样机的基础上,利用已经取得的实验成果及技术积累,拟通过西安理工大学激光遥感研究中心已经建立的高光谱分辨率激光雷达系统为平台,研制一台对人眼安全、结构紧凑、可连续稳定运行、全天候工作的大气温度,湿度及气溶胶剖面探测的新一代工程样机。在系统设计上采用模块化的安定结构设计,操作系统采用自动及手动操作的人机界面软件设计,在系统探测原理上重点是提高脉冲激光锁频及鉴频的精度,解决探测区域内高浓度气溶胶对高精度测量温度,湿度的影响、及白天工作背景光干扰影响等问题,预计可完善建成我国第一套人眼安全的底层大气温度,湿度及气溶胶剖面测量为一体的多参量激光雷达测量系统。2. 产品主要技术指标及特点1)产品的主要技术指标:a) 温度测量范围及精度:高度范围:0.2-5.0 km,精度:高度4.0km的精度1度以下。b) 湿度测量范围及精度:高度范围:0.2-5.0 km米,精度:高度2.5km的精度5%以下。c) 气溶胶的测量范围及不确定度:高度范围:0.1-15.0 km,不确定度:高度15km的不确定度10%以下。d) 一个剖面数据的探测时间:用户可调,但标准探测时间5分钟e) 操作控制:自动及手动f) 系统总重及体积: 重量300kg,体积1.5m*0.8m*1.8m2)特点:快速、实时及精确探测参量剖面,可连续或一定时间间隔的自动探测,利用网络可实现远程监控探测等。3. 应用领域1) 用于军事,航空航天等高精细特珠气象保障服务。2) 用于精确的气象预报及大气物理、光学研究。它可以提高现有气象预报的准确度及降雨降水等气象灾害预报,进行地表大气放射及地球表面的热收支平衡等的研究。3) 用于城市居住环境的调查研究。例如 通过对城市温度,湿度和城市气溶胶(灰尘)的高度剖面的观测,可以研究城市热岛效应及城市气溶胶(灰尘)的高度聚集,停留的规律,为高层楼房,大型设施的建设场地的密度规划等市政建设提供设计依据。4) 用于区域性气候变动的调查研究。例如,火力电厂,水电站及大坝等大型设施周围的区域性气候变动的调查和检测。二. 技术水平大气温度,湿度是描述大气状态的基本参数之一。激光雷达作为大气环境监测的新技术手段,正受到全世界越来越广泛的关注。低层大气温度的全天候高精度测量技术属于当前激光雷达遥感技术的前沿课题。德国,美国及日本都投入大量资金和人力进行研发。但目前,国际上主要还是依靠探空气球等传统手段来测量底层温度,湿度剖面。测量时间长、时效性差、数据量不足,不能有效地为大气环境监测提供足够的数据以及满足气象服务的需求。本项目拟通过改进现有的紫外域波段高光谱分辨率激光雷达系统,实现一种对人眼安全、结构紧凑、可连续运行、全天候工作的,高度5公里区域底层大气温度,湿度及气溶胶剖面高精度测量系统。其主要的技术创新点就是在选用紫外域波段的激光为光源,提高了测量信号的强度及人眼安全性,设计一套高精度的分光器保证测量信号的声噪比要求,同时有效地剔除天空背景光及地层大气内高密度气溶胶颗粒(灰尘)的影响,解决了激光雷达高精度测量底层大气温度,湿度的二大技术难题。该项目已经完成了实验样机及工程样机的研制,激光雷达样机多次与探空气球进行实时探测比对,两者探测结果完全一致,其系统的创新性及技术含量趋于国际领先水平,特别在白天探测及高密度气溶胶条件下的温度探测技术,填补了激光雷达测温的国际空白。通过对原有样机的技术升级,特别是在系统稳定性、可靠性及数据产品反演等设计创新,可以使我国在底层激光测温领域达到国际领先,也可建成我国第一套人眼安全的底层大气温度,湿度及气溶胶剖面测量为一体的多参量激光雷达测量系统,成为该领域的高附加值,高技术的创新产品。技术的应用领域前景分析:市场前景国际上在激光雷达的产品化上近几年取得很快的发展,在气溶胶,风速风向及水汽密度探测上,已经有成熟的产品。激光雷达的载体平台已经从地基,车载、机载(船载)发展到星载激光雷达。美国、欧洲相继发射了卫星平台的激光雷达;即星载激光雷达。激光雷达产品是高附加值,高技术含量的新颖产品,一台最简单的小型气溶胶雷达在国内的售价约在150万元人民币,香港新机场的测风激光雷达就达约800万元,所以价格较高。我国在激光雷达的产品研发上基本趋于空白状态,目前激光雷达的产品市场还是国外产品占据市场。由于激光探测大气温度的灵敏度较低,很容易受气溶胶及太阳背景光的影响,激光雷达全天候高精度探测大气温度技术上一直是热门研究领域,也没有较完美的系统及研究成果,这也制约了气象上很重要的相对湿度的探测。目前国际上常用探空气球来测量大气温度,湿度剖面,数据量少(点数据),成本高(一次性使用),对地定位精度较差(受风速风向影响),这些严重制约了高精度数值天气预报的精度。激光雷达具有测量定位精确,实时测量,3维剖面测量,数据量大,性能价格比高,不干忧天空航空器的飞行等优点。比较适用于城市的居住环境评价,地表境界层的气溶胶的光学特性及地表大气放射及地球表面的热收支平衡等的研究,提供城市空气质量指数的数字化预报,降雨降水等天气预报及灾害预报等,具有很强的社会服务价值,能产生很好的经济效益。日本某民间企业在做了大量市场前景调查的基础上,花费了4年多时间及一亿多日元经费研发该产品,可见其产业化前景的潜力。所以精细温湿度探测激光雷达的出现,可以部分替代传统的探空气球探测方式,在气象领域,环境及地球大气科学研究,军事特珠气象保障领域等有很好的市场潜力及美好的市场远景。效益分析:预期经济效率目前单参量的小型气溶胶激光雷达的国内价格在150万元,单参量风速风向激光雷达(美国相干公司产品)市场价约800万元,德国Elight公司的大气污染探测激光雷达(SO2,NOx等)市场价在1000万元。本项目研发的多参量探测系统日本公司的参考价格在500万元人民币。市场预测:按第一年销售2台,第二年销售3台来计算,一年内就可以全部收回成本。属于高投入高回报项目。厂房条件建议:实施基础条件1. 西安理工大学已经建立的激光雷达研究平台,拥有可用于该项目前期研发的激光雷达系统和测试的硬软件设施。2. 本项目建议人已经研制了该项目的实验样机及工程样机,回国后组建的课题组具有较强的激光雷达研发技术积累,正在开展激光雷达产品及最新激光技术的研究。投资额及来源1. 利用西安理工大学现有的激光雷达平台,研发工程样机的研发费用约130万元(不含激光光源)。2. 新规投入的场合,研发工程样机的费用需要250万元。备注:服务方式及费用(案)样机研制主要依托西安理工大学的激光雷达实验平台及相关技术、专利,完成激光雷达系统的技术研究与开发,实现上述测量指标。研发所需经费及技术分工主要设想:方式I(技术+资金)1) 西安理工大学提供研究平台及测试手段,负责激光雷达系统的设计、调试、检测等技术开发,控制和数据反演软件开发,综合观测实验的维持与消耗等;2) 投资方购置和提供激光雷达系统研制所必需的各硬件、部件,及必要的加工、工艺等技术支持。方式II(委托开发)投资方以委托形式投入资金进行系统研发。
双视场大气气溶胶探测激光雷达
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
成果介绍:“双视场大气气溶胶探测激光雷达”适用于大气气溶胶(颗粒物、 PM2.5)定性定量检测。利用双视场这一创新技术提高了低空和高空的探测能力,可探测得到大气气溶胶消光系数、后向散射系数等光学参数的垂直分布廓线,为大气颗粒物污染监测、大气边界层变化监测、PM2.5 等提供高技术支持。 应用范围: 大气气溶胶(如颗粒物,PM2.5 等)探测 主要技术指标: 探测高度 0.1-20 千米;高度分辨率 3.75 米;时间分辨率 30 秒。 技术水平:已有国家发明专利,同时围绕关键技术已进一步申请发明专利 市场分析与前景: 基于激光雷达的大气气溶胶探测对大气环境、大气辐射传输和水循环、 遥感辐射校正都具有重要意义, 目前已经走向了环监、 气象等应用单位,具有广泛的市场前景。激光雷达技术含量高、价格昂贵,目前国内市场还是国外产品占据,购置和维护成本高。相对于目前市场上已经存在的大气探测激光雷达 1-10 千米的有效探测范围,双视场激光雷达更具有高低空兼顾的优势,0.1-20 千米的探测范围在低空和高空探测能力上均有突破, 为低空大气边界层探测和高空对流层顶探测提供了数据支持,在环境、大气科学、气象等诸多领域有很好的市场潜力和远景。 所属行业: 环保、大气、气象 合作方式: 技术转让
全固态激光雷达芯片与系统
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
基于激光雷达巨大的市场空间、发展趋势及目前存在的技术问题本团队将在原有的技术优势的基础上,依托国家重点实验室平台和高端芯片生产线,通过技术创新解决核心芯片问题,完成高性能固态激光雷达的研发。基于此项目的技术研发已取得多项专利成果,获得国家及省市政府的大力支持,获批多项国家级重大项目,且与中国第一汽车集团公司达成项目合作,本团队有着绝对的技术优势、良好的研发条件和充足的前期研发经费。本项目将进一步结合商业化思考、企业化运营,在技术研发的基础上实现高性能小型化全固态激光雷达生产和推广,推动激光雷达关键技术的发展,促进我国激光雷达产业的兴起,从而解决我国汽车行业发展过程中的关键科技问题。
ACUS 车路协同路侧激光雷达与边缘感知系统
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
ACUS 车路协同路侧激光雷达产品正在进军智慧交通和车路协同路侧车辆探测市场。其中,AC-08 雷达作为新一代国家标准化 ETC 收费车道车辆传感器已经通过干线高速公路 24 小时长期连续测试,2020 年 9 月启动全国高速公路市场推广,已与多家行业龙头公司开展系统集成和渠道合作,市场容量超过 100 亿; 公司面向车路协同车辆辨识场景研发的 HS-16A 同步固态激光雷达,在车路协同路侧感知行业率先实现同步高帧率固态激光雷达路侧安装使用。目前,每天有效车辆三维点云数据积累达到 GB 级别。公司正在配合国家新一代车路协同示范路项目(中国一号路)进行高可靠高精度路侧感知协同攻关,即将于国家第一条干线车路协同高速公路示范工程(京沪高速)安装投用,同期同步开展的技术迭代和数据积累将形成新的竞争壁垒,未来市场拓展空间广阔。 技术创新同步固态激光雷达开创了全新的高动态场景稳定测量方法。专利情况申请号(授权号):暂不公开市场前景及应用领域车路协同路侧感知。
激光跟踪测量系统
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
采用高重频脉冲激光光源,具有三维精密观瞄系统和二维精密测角机构,配 合CCD视频采集装置,是一种高精度激光雷达跟踪测量系统。具有大视场、高的 目标跟踪捕获率和测量精度,适合野外使用,在能见度中等、气温-20〜450C条 件下均能正常工作。且具有抗干扰能力强、使用方便、可单人操作等优点。 技术指标 1.测量距离:>5000m 2.测量精度:0.5m/s 3.测量频率:10次/秒
广州市规划院激光雷达测绘技术应用研究院
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
本项目以多载体激光雷达测绘技术为手段、空间信息获取及综合应用为目标,建成了具有技术创新特色与应用特征的“地面、移动、航空”多载体激光雷达测绘技术应用企业研究院,提出了古建筑三维激光测量建模一体化解决方案,建立古建筑海量点云数据集约化管理工作机制,为古建筑的数字化重建、维护、监测、修复提供先进技术手段和科学方法;基于激光扫描仪、全景相机、惯性导航装置等多源传感器,研制一套具有自主知识产权的移动激光测量系统;提出一套激光扫描与全景采集融合、点云量测与全景摄影测量结合、BS/CS多平台可视化展示的技术方法和工作流程,有效提升城市地理信息按需测绘、快速获取空间信息的能力;引进了低空无人机遥感设备,并开展了利用低空航摄进行高分辨率影像的获取,在现势性高分影像,城市小场景三维模型制作,“违法用地、违法建设”监测等领域开展了实际应用;融合地面LiDAR测图、移动激光测量、低空无人机系统等技术,针对历史文化名城保护遗址和风景街区,以地面LiDAR数据为基准,在统一参考坐标系下,融合多种三维点云数据,形成三维点云、数字高程模型、正射影像、地形图、建筑平立剖面测绘图、三维模型等多种应用成果。
基于硅基外腔芯片的窄线宽连续调频激光器
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
项目成果/简介:1. 痛点问题激光雷达在自动驾驶等领域有重要应用。基于调频连续波技术的激光雷达(FMCW Lidar)有着探测距离远、抗干扰和同时测速等优势,被认为是最具应用潜力的激光雷达。激光光源是FMCW激光雷达的核心器件之一,FMCW光源的调频非线性会严重影响激光雷达的分辨率,导致有效工作距离缩短,阻碍激光雷达性能的提升。2. 解决方案本成果预期解决目前调频连续波激光雷达(FMCW Lidar)中光源调频非线性的问题。本成果提出一种基于硅基外腔芯片的窄线宽激光器,通过无源硅基外腔芯片反射波长中心频率和反射相位的联合调谐,可以实现高线性的激光输出频率调谐,其原理架构与和实验验证结果如图1所示。从而突破了传统FMCW光源直接通过电流调制进行调频导致的非线性限制,直接产生高线性连续调频光信号。合作需求1、需要融资1800~2000万元,完成研发实验室及一期生产线的建设,以及前期工程样品的开发;2、需要800平米左右万级超净厂房及配套办公面积,希望有兴趣的地区或者园区能够提供优惠的政策与支持;3、欢迎FMCW激光雷达厂家及其它对FMCW光源有需求的客户合作,联合测试、共同开发;4、欢迎在硅光设计、光有源、无源耦合及自动化生产等方面的技术、管理专家加盟,共同打造激光雷达的中国光芯,共创美好未来。项目阶段:本项目拟进行科技成果转化,计划批量制造FMCW光源,并与Lidar厂家开展合作,提供定制化服务,由于产品技术含量高,可望实现较高的毛利率水平。团队拟投入1800万元实现功能样品和建立一期产品生产线。其中拟投入700万元研发经费继续开发,包括继续改善设计、硅光芯片流片验证、封装耦合工艺开发完善、样品送测并继续改进等,将本技术转换为实用化产品。初级样品验证合格后,拟投入600元新建耦合封装一期生产线,用于FMCW光源产品的批量生产,并将根据市场反馈决定是否继续扩产。本项目目标客户主要为FMCW Lidar整机厂商,目前已经和华为、摩尔芯光、杭州视光、万集科技等FMCW Lidar的头部企业进行了前期技术交流,客户对本项目技术方案可能实现的高线性非常感兴趣,希望能够加快开发进度,尽快提供可测试的样品,并愿意展开长期合作。效益分析:目前解决FMCW光源调频非线性主要采用对光源加光锁相环(OPLL)进行反馈控制,提高光源的调频线性度以满足Lidar系统的要求。如2021年3月,Aurora以一亿美金价格收购团队来自加州大学伯克利分校的FMCW激光雷达初创公司OURS就是采用这一方案。但OPLL结构复杂,而且存在参考臂延迟光纤(约几十米长度),使得整个Lidar难以真正实现固态化、集成化,稳定性也受到影响。目前市场急需一种全固态的解决方案,并要求可以提供满足Lidar系统要求的超高线性度。初步实验表明,本方案制作的光源可以实现高线性度的调频信号,其输出激光线宽小于3KHz,调频范围大于5GHz,线性度可高达10-8,线性度比传统调频光源技术高3个量级。基于本技术可以制造高线性度的FMCW光源,提供给FMCWLidar厂家,作为Lidar的光源核心部件。
找到101项技术成果数据。
找技术 >地物探测多光谱激光雷达
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目属于环境领域,摄影测量与遥感方向。中国有18亿亩的耕地,每年因农作物过量施肥造成上百亿元的化肥损失;过量施肥还造成严重的土壤、水体和大气环境污染。对大面积农作物施肥指导是精细农业和遥感的重要科学技术问题。该发明提出地物探测多光谱激光雷达新概念,通过同时获取植被的形状和物性信息,攻克一台遥感设备难以兼容三维空间分辨和多光谱探测的技术瓶颈,有效解决对农作物施肥的大面积、高精度、快速监测难题。该发明研制成功了世界首台地物探测多光谱激光雷达系统,主要发明点为1、发明了多波长激光同时发射和同步接收的关键技术,解决一台遥感设备“同时实现高光谱分辨和高空间分辨观测”的科学难题;2、发明了多光谱激光雷达信号去噪和标定技术、以及大气校正技术,提高探测信噪比,解决对远距离、极微弱光谱和几何信息精确探测的技术难题;3、发明了融合激光光谱探测和三维扫描成像探测一体化的多光谱激光雷达整机技术,使之可适用于飞机、卫星等移动平台,攻克“大尺度”的技术瓶颈;4、发明了多光谱激光雷达波长选择算法,发现了最适合中国主要粮食作物水稻和小麦的激光特征波长,实现了地物探测激光雷达光谱探测能力从无到有的突破,有效提高农作物生长状况遥感监测精度。该项目已完成国家自然科学基金、863项目等多项研究课题,授权发明专利5项,发表科研论文14篇,其中SCI论文2篇,EI论文8篇。英国科学院工程与环境委员会主席Danson教授撰文指出“该发明的多波长扫描激光雷达在探测植被生物特性方面具有很好的应用前景”。该发明已连续数年对湖北水稻栽培基地进行监测,得到了应用推广。更进一步的,地物探测多光谱激光雷达能在保持三维高空间分辨的情况下,通过面向探测目标的不同多波长激光组合,获取大气、水体、植被等目标的多波段信息,还可在气象、林业、地质、水利、资源探测、环境监测、城市规划等方面具有较强的生态、经济和社会效益。
高分辨率激光雷达及地铁安全测量应用
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目属于交通运输工程与精密工程测量交叉学科。地铁已成为中国大型城市主要交通出行方式,地铁结构安全测量是乘客生命财产安全的重要保障。高效、高精度和自动化测量地铁隧道等设施结构形状和表面(简称“结构形面”)的精准变化是保障安全运营的关键,长期以来面临“测全难、测准难、测快难”三大业界公认难题。城市地铁具有空间分布广、观测环境恶劣、观测窗口受限等特点,对地铁结构形面的精准、高效测量提出巨大挑战。项目组研制了面向地铁结构形面精准变化检测的全波形高分辨率激光雷达、点云质量增强与智能化处理软件以及地铁高精度测量装备,突破了地铁安全测量“测全、测准、测快”关键技术,整体技术达到国际先进水平。主要科技创新如下:(1)针对结构形面高分辨率、高精度测量需求,发明了移动激光扫描全域覆盖和定点激光扫描局部增强的协同测量方法,研制了全波形大空间激光雷达和高精度移动激光测量装备,测量频率从50kHz提升至1MHz,测量空间分辨率提升5倍,测量精度达毫米级。(2)针对结构形面变化自动识别的技术瓶颈,发明了地铁隧道等设施结构形面变化状态智能识别方法,突破复杂环境下点云精度增强、结构形面精细表征和病害智能识别关键技术,变化检测精度达毫米级、病害识别率95%、内业效率提高5-10倍,被国际知名同行赞誉为国际学术前沿。(3)针对地铁结构形面“测全、测准、测快”的难题,提出了面向地铁安全测量的高分辨率激光雷达快速测量技术方法,实现地铁结构全断面获取,外业测量效率提高100倍以上;研制了地铁结构形面大数据管理及智能分析系列软件,解决了隧道收敛、错台等参数精准提取难题,应用到北京、广州、武汉等10余城市,累计完成建设期1000多公里和运营期2000多公里地铁结构测量。授权发明专利20余项,实用新型专利20余项,软件著作权30余项,参与制订国家、行业及地方标准3项,发表学术论文50余篇。近三年新增直接产值5亿余元,新增直接利税1.5亿余元,取得显著的社会和经济效益。
气象探测激光雷达
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:在气象探测中,获得低空大气中的温度、湿度、压力随高度的分布和随时间的变化对掌握天气趋势、提高天气预报的准确性至关重要。目前各气象部门采用的仍然是气球探空方法,这种方法受施放费用和工作量的限制,通常不能获得连续的数据;同时气球施放过程中会随风而飘(如在湖北施放,可飘到安徽),使探测结果的定位性较差。而气象探测激光雷达——车载式的拉曼气象激光雷达由于其具有很高的时间、空间分辨率和精确度,因而可以连续获取很大区域范围内的温度、湿度、压力等气象参数随高度的分布和时间的变化,因此,该气象探测激光雷达是气象研究和探测的有效工具及发展方向。研究所掌握了研制气象探测激光雷达——车载式曼激光雷达技术,并研制成功了瑞利散射激光雷达(探测20-70km中层大气)和钠层激光雷达(探测80-110km钠层),其技术达到国际先进水平,获中国科学院科技进步二等奖。已建成的低空拉曼激光雷达(探测高度0-20km),能探测大气中各种微量组分的高度分布和时间变化,这些设备为气象探测激光雷达的应用奠定了坚实的基础。技术的应用领域前景分析:该设备可用于气象部门,以城市级气象部门配备2-3台计算,将会有广阔的市场前景。效益分析:本技术收益50%厂房条件建议:无备注:无
大气温度、湿度及气溶胶廓线精细探测激光雷达
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:一. 主要研究内容1. 项目综述激光雷达作为一种主动遥感探测工具已有几十年的历史,已广泛用于激光大气传输、全球气候预测、气溶胶辐射效应及大气环境等研究领域。随着近年激光技术、信号探测技术和数据采集及控制技术的飞速发展,使激光雷达技术实用性及应用前景受到广泛的关注。相对于现有的微波、电磁波雷达技术来说,光波具有较短的波长,因此它可以利用光与大气中存在的分子和浮尘的相互作用来实现对大气光学及物理特性、气象/气候参数进行高时空分辨率的精细探测,是一种近年快速发展的全新探测技术,是现代雷达探测技术从厘米波,毫米波向光波探测技术延伸,实现遥感探测技术向高时空分辨率、高精度领域发展,所以激光雷达在大气遥测的高度、空间分辨率、时间上的连续监测和测量精度等方面具有独到的优势,是其它探测手段无法比拟的。大气温度,湿度及气溶胶(卷云)是描述大气状态的基本参数之一。由于很多重要的气象现象都是发生在大气对流层区域,温度,湿度及气溶胶的剖面测量对于大气及地球环境科学的研究、尤其是对城市区域气候、热岛效应等的研究就显得尤为重要。本项目的目标:是研制一台能全天候探测大气温度、湿度及气溶胶光学特性的全自动激光雷达系统。该系统具有能快速、实时及精确地进行对流层低层(高度5km)的大气温度,水汽密度,相对湿度,气溶胶及云层(特别卷云)的光学特性的垂直剖面的探测能力。为大气及地球环境科学研究,精细气象预报及自然灾害预警预报,军事及航空、航天等特珠气象保障提供实时、精细精确的有效大气监测数据。本项目的研究内容:在过去已经研制的实验样机及工程样机的基础上,利用已经取得的实验成果及技术积累,拟通过西安理工大学激光遥感研究中心已经建立的高光谱分辨率激光雷达系统为平台,研制一台对人眼安全、结构紧凑、可连续稳定运行、全天候工作的大气温度,湿度及气溶胶剖面探测的新一代工程样机。在系统设计上采用模块化的安定结构设计,操作系统采用自动及手动操作的人机界面软件设计,在系统探测原理上重点是提高脉冲激光锁频及鉴频的精度,解决探测区域内高浓度气溶胶对高精度测量温度,湿度的影响、及白天工作背景光干扰影响等问题,预计可完善建成我国第一套人眼安全的底层大气温度,湿度及气溶胶剖面测量为一体的多参量激光雷达测量系统。2. 产品主要技术指标及特点1)产品的主要技术指标:a) 温度测量范围及精度:高度范围:0.2-5.0 km,精度:高度4.0km的精度1度以下。b) 湿度测量范围及精度:高度范围:0.2-5.0 km米,精度:高度2.5km的精度5%以下。c) 气溶胶的测量范围及不确定度:高度范围:0.1-15.0 km,不确定度:高度15km的不确定度10%以下。d) 一个剖面数据的探测时间:用户可调,但标准探测时间5分钟e) 操作控制:自动及手动f) 系统总重及体积: 重量300kg,体积1.5m*0.8m*1.8m2)特点:快速、实时及精确探测参量剖面,可连续或一定时间间隔的自动探测,利用网络可实现远程监控探测等。3. 应用领域1) 用于军事,航空航天等高精细特珠气象保障服务。2) 用于精确的气象预报及大气物理、光学研究。它可以提高现有气象预报的准确度及降雨降水等气象灾害预报,进行地表大气放射及地球表面的热收支平衡等的研究。3) 用于城市居住环境的调查研究。例如 通过对城市温度,湿度和城市气溶胶(灰尘)的高度剖面的观测,可以研究城市热岛效应及城市气溶胶(灰尘)的高度聚集,停留的规律,为高层楼房,大型设施的建设场地的密度规划等市政建设提供设计依据。4) 用于区域性气候变动的调查研究。例如,火力电厂,水电站及大坝等大型设施周围的区域性气候变动的调查和检测。二. 技术水平大气温度,湿度是描述大气状态的基本参数之一。激光雷达作为大气环境监测的新技术手段,正受到全世界越来越广泛的关注。低层大气温度的全天候高精度测量技术属于当前激光雷达遥感技术的前沿课题。德国,美国及日本都投入大量资金和人力进行研发。但目前,国际上主要还是依靠探空气球等传统手段来测量底层温度,湿度剖面。测量时间长、时效性差、数据量不足,不能有效地为大气环境监测提供足够的数据以及满足气象服务的需求。本项目拟通过改进现有的紫外域波段高光谱分辨率激光雷达系统,实现一种对人眼安全、结构紧凑、可连续运行、全天候工作的,高度5公里区域底层大气温度,湿度及气溶胶剖面高精度测量系统。其主要的技术创新点就是在选用紫外域波段的激光为光源,提高了测量信号的强度及人眼安全性,设计一套高精度的分光器保证测量信号的声噪比要求,同时有效地剔除天空背景光及地层大气内高密度气溶胶颗粒(灰尘)的影响,解决了激光雷达高精度测量底层大气温度,湿度的二大技术难题。该项目已经完成了实验样机及工程样机的研制,激光雷达样机多次与探空气球进行实时探测比对,两者探测结果完全一致,其系统的创新性及技术含量趋于国际领先水平,特别在白天探测及高密度气溶胶条件下的温度探测技术,填补了激光雷达测温的国际空白。通过对原有样机的技术升级,特别是在系统稳定性、可靠性及数据产品反演等设计创新,可以使我国在底层激光测温领域达到国际领先,也可建成我国第一套人眼安全的底层大气温度,湿度及气溶胶剖面测量为一体的多参量激光雷达测量系统,成为该领域的高附加值,高技术的创新产品。技术的应用领域前景分析:市场前景国际上在激光雷达的产品化上近几年取得很快的发展,在气溶胶,风速风向及水汽密度探测上,已经有成熟的产品。激光雷达的载体平台已经从地基,车载、机载(船载)发展到星载激光雷达。美国、欧洲相继发射了卫星平台的激光雷达;即星载激光雷达。激光雷达产品是高附加值,高技术含量的新颖产品,一台最简单的小型气溶胶雷达在国内的售价约在150万元人民币,香港新机场的测风激光雷达就达约800万元,所以价格较高。我国在激光雷达的产品研发上基本趋于空白状态,目前激光雷达的产品市场还是国外产品占据市场。由于激光探测大气温度的灵敏度较低,很容易受气溶胶及太阳背景光的影响,激光雷达全天候高精度探测大气温度技术上一直是热门研究领域,也没有较完美的系统及研究成果,这也制约了气象上很重要的相对湿度的探测。目前国际上常用探空气球来测量大气温度,湿度剖面,数据量少(点数据),成本高(一次性使用),对地定位精度较差(受风速风向影响),这些严重制约了高精度数值天气预报的精度。激光雷达具有测量定位精确,实时测量,3维剖面测量,数据量大,性能价格比高,不干忧天空航空器的飞行等优点。比较适用于城市的居住环境评价,地表境界层的气溶胶的光学特性及地表大气放射及地球表面的热收支平衡等的研究,提供城市空气质量指数的数字化预报,降雨降水等天气预报及灾害预报等,具有很强的社会服务价值,能产生很好的经济效益。日本某民间企业在做了大量市场前景调查的基础上,花费了4年多时间及一亿多日元经费研发该产品,可见其产业化前景的潜力。所以精细温湿度探测激光雷达的出现,可以部分替代传统的探空气球探测方式,在气象领域,环境及地球大气科学研究,军事特珠气象保障领域等有很好的市场潜力及美好的市场远景。效益分析:预期经济效率目前单参量的小型气溶胶激光雷达的国内价格在150万元,单参量风速风向激光雷达(美国相干公司产品)市场价约800万元,德国Elight公司的大气污染探测激光雷达(SO2,NOx等)市场价在1000万元。本项目研发的多参量探测系统日本公司的参考价格在500万元人民币。市场预测:按第一年销售2台,第二年销售3台来计算,一年内就可以全部收回成本。属于高投入高回报项目。厂房条件建议:实施基础条件1. 西安理工大学已经建立的激光雷达研究平台,拥有可用于该项目前期研发的激光雷达系统和测试的硬软件设施。2. 本项目建议人已经研制了该项目的实验样机及工程样机,回国后组建的课题组具有较强的激光雷达研发技术积累,正在开展激光雷达产品及最新激光技术的研究。投资额及来源1. 利用西安理工大学现有的激光雷达平台,研发工程样机的研发费用约130万元(不含激光光源)。2. 新规投入的场合,研发工程样机的费用需要250万元。备注:服务方式及费用(案)样机研制主要依托西安理工大学的激光雷达实验平台及相关技术、专利,完成激光雷达系统的技术研究与开发,实现上述测量指标。研发所需经费及技术分工主要设想:方式I(技术+资金)1) 西安理工大学提供研究平台及测试手段,负责激光雷达系统的设计、调试、检测等技术开发,控制和数据反演软件开发,综合观测实验的维持与消耗等;2) 投资方购置和提供激光雷达系统研制所必需的各硬件、部件,及必要的加工、工艺等技术支持。方式II(委托开发)投资方以委托形式投入资金进行系统研发。
双视场大气气溶胶探测激光雷达
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
成果介绍:“双视场大气气溶胶探测激光雷达”适用于大气气溶胶(颗粒物、 PM2.5)定性定量检测。利用双视场这一创新技术提高了低空和高空的探测能力,可探测得到大气气溶胶消光系数、后向散射系数等光学参数的垂直分布廓线,为大气颗粒物污染监测、大气边界层变化监测、PM2.5 等提供高技术支持。 应用范围: 大气气溶胶(如颗粒物,PM2.5 等)探测 主要技术指标: 探测高度 0.1-20 千米;高度分辨率 3.75 米;时间分辨率 30 秒。 技术水平:已有国家发明专利,同时围绕关键技术已进一步申请发明专利 市场分析与前景: 基于激光雷达的大气气溶胶探测对大气环境、大气辐射传输和水循环、 遥感辐射校正都具有重要意义, 目前已经走向了环监、 气象等应用单位,具有广泛的市场前景。激光雷达技术含量高、价格昂贵,目前国内市场还是国外产品占据,购置和维护成本高。相对于目前市场上已经存在的大气探测激光雷达 1-10 千米的有效探测范围,双视场激光雷达更具有高低空兼顾的优势,0.1-20 千米的探测范围在低空和高空探测能力上均有突破, 为低空大气边界层探测和高空对流层顶探测提供了数据支持,在环境、大气科学、气象等诸多领域有很好的市场潜力和远景。 所属行业: 环保、大气、气象 合作方式: 技术转让
全固态激光雷达芯片与系统
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
基于激光雷达巨大的市场空间、发展趋势及目前存在的技术问题本团队将在原有的技术优势的基础上,依托国家重点实验室平台和高端芯片生产线,通过技术创新解决核心芯片问题,完成高性能固态激光雷达的研发。基于此项目的技术研发已取得多项专利成果,获得国家及省市政府的大力支持,获批多项国家级重大项目,且与中国第一汽车集团公司达成项目合作,本团队有着绝对的技术优势、良好的研发条件和充足的前期研发经费。本项目将进一步结合商业化思考、企业化运营,在技术研发的基础上实现高性能小型化全固态激光雷达生产和推广,推动激光雷达关键技术的发展,促进我国激光雷达产业的兴起,从而解决我国汽车行业发展过程中的关键科技问题。
ACUS 车路协同路侧激光雷达与边缘感知系统
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
ACUS 车路协同路侧激光雷达产品正在进军智慧交通和车路协同路侧车辆探测市场。其中,AC-08 雷达作为新一代国家标准化 ETC 收费车道车辆传感器已经通过干线高速公路 24 小时长期连续测试,2020 年 9 月启动全国高速公路市场推广,已与多家行业龙头公司开展系统集成和渠道合作,市场容量超过 100 亿; 公司面向车路协同车辆辨识场景研发的 HS-16A 同步固态激光雷达,在车路协同路侧感知行业率先实现同步高帧率固态激光雷达路侧安装使用。目前,每天有效车辆三维点云数据积累达到 GB 级别。公司正在配合国家新一代车路协同示范路项目(中国一号路)进行高可靠高精度路侧感知协同攻关,即将于国家第一条干线车路协同高速公路示范工程(京沪高速)安装投用,同期同步开展的技术迭代和数据积累将形成新的竞争壁垒,未来市场拓展空间广阔。 技术创新同步固态激光雷达开创了全新的高动态场景稳定测量方法。专利情况申请号(授权号):暂不公开市场前景及应用领域车路协同路侧感知。
激光跟踪测量系统
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
采用高重频脉冲激光光源,具有三维精密观瞄系统和二维精密测角机构,配 合CCD视频采集装置,是一种高精度激光雷达跟踪测量系统。具有大视场、高的 目标跟踪捕获率和测量精度,适合野外使用,在能见度中等、气温-20〜450C条 件下均能正常工作。且具有抗干扰能力强、使用方便、可单人操作等优点。 技术指标 1.测量距离:>5000m 2.测量精度:0.5m/s 3.测量频率:10次/秒
广州市规划院激光雷达测绘技术应用研究院
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
本项目以多载体激光雷达测绘技术为手段、空间信息获取及综合应用为目标,建成了具有技术创新特色与应用特征的“地面、移动、航空”多载体激光雷达测绘技术应用企业研究院,提出了古建筑三维激光测量建模一体化解决方案,建立古建筑海量点云数据集约化管理工作机制,为古建筑的数字化重建、维护、监测、修复提供先进技术手段和科学方法;基于激光扫描仪、全景相机、惯性导航装置等多源传感器,研制一套具有自主知识产权的移动激光测量系统;提出一套激光扫描与全景采集融合、点云量测与全景摄影测量结合、BS/CS多平台可视化展示的技术方法和工作流程,有效提升城市地理信息按需测绘、快速获取空间信息的能力;引进了低空无人机遥感设备,并开展了利用低空航摄进行高分辨率影像的获取,在现势性高分影像,城市小场景三维模型制作,“违法用地、违法建设”监测等领域开展了实际应用;融合地面LiDAR测图、移动激光测量、低空无人机系统等技术,针对历史文化名城保护遗址和风景街区,以地面LiDAR数据为基准,在统一参考坐标系下,融合多种三维点云数据,形成三维点云、数字高程模型、正射影像、地形图、建筑平立剖面测绘图、三维模型等多种应用成果。
基于硅基外腔芯片的窄线宽连续调频激光器
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
项目成果/简介:1. 痛点问题激光雷达在自动驾驶等领域有重要应用。基于调频连续波技术的激光雷达(FMCW Lidar)有着探测距离远、抗干扰和同时测速等优势,被认为是最具应用潜力的激光雷达。激光光源是FMCW激光雷达的核心器件之一,FMCW光源的调频非线性会严重影响激光雷达的分辨率,导致有效工作距离缩短,阻碍激光雷达性能的提升。2. 解决方案本成果预期解决目前调频连续波激光雷达(FMCW Lidar)中光源调频非线性的问题。本成果提出一种基于硅基外腔芯片的窄线宽激光器,通过无源硅基外腔芯片反射波长中心频率和反射相位的联合调谐,可以实现高线性的激光输出频率调谐,其原理架构与和实验验证结果如图1所示。从而突破了传统FMCW光源直接通过电流调制进行调频导致的非线性限制,直接产生高线性连续调频光信号。合作需求1、需要融资1800~2000万元,完成研发实验室及一期生产线的建设,以及前期工程样品的开发;2、需要800平米左右万级超净厂房及配套办公面积,希望有兴趣的地区或者园区能够提供优惠的政策与支持;3、欢迎FMCW激光雷达厂家及其它对FMCW光源有需求的客户合作,联合测试、共同开发;4、欢迎在硅光设计、光有源、无源耦合及自动化生产等方面的技术、管理专家加盟,共同打造激光雷达的中国光芯,共创美好未来。项目阶段:本项目拟进行科技成果转化,计划批量制造FMCW光源,并与Lidar厂家开展合作,提供定制化服务,由于产品技术含量高,可望实现较高的毛利率水平。团队拟投入1800万元实现功能样品和建立一期产品生产线。其中拟投入700万元研发经费继续开发,包括继续改善设计、硅光芯片流片验证、封装耦合工艺开发完善、样品送测并继续改进等,将本技术转换为实用化产品。初级样品验证合格后,拟投入600元新建耦合封装一期生产线,用于FMCW光源产品的批量生产,并将根据市场反馈决定是否继续扩产。本项目目标客户主要为FMCW Lidar整机厂商,目前已经和华为、摩尔芯光、杭州视光、万集科技等FMCW Lidar的头部企业进行了前期技术交流,客户对本项目技术方案可能实现的高线性非常感兴趣,希望能够加快开发进度,尽快提供可测试的样品,并愿意展开长期合作。效益分析:目前解决FMCW光源调频非线性主要采用对光源加光锁相环(OPLL)进行反馈控制,提高光源的调频线性度以满足Lidar系统的要求。如2021年3月,Aurora以一亿美金价格收购团队来自加州大学伯克利分校的FMCW激光雷达初创公司OURS就是采用这一方案。但OPLL结构复杂,而且存在参考臂延迟光纤(约几十米长度),使得整个Lidar难以真正实现固态化、集成化,稳定性也受到影响。目前市场急需一种全固态的解决方案,并要求可以提供满足Lidar系统要求的超高线性度。初步实验表明,本方案制作的光源可以实现高线性度的调频信号,其输出激光线宽小于3KHz,调频范围大于5GHz,线性度可高达10-8,线性度比传统调频光源技术高3个量级。基于本技术可以制造高线性度的FMCW光源,提供给FMCWLidar厂家,作为Lidar的光源核心部件。
找到101项技术成果数据。
找技术 >地物探测多光谱激光雷达
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目属于环境领域,摄影测量与遥感方向。中国有18亿亩的耕地,每年因农作物过量施肥造成上百亿元的化肥损失;过量施肥还造成严重的土壤、水体和大气环境污染。对大面积农作物施肥指导是精细农业和遥感的重要科学技术问题。该发明提出地物探测多光谱激光雷达新概念,通过同时获取植被的形状和物性信息,攻克一台遥感设备难以兼容三维空间分辨和多光谱探测的技术瓶颈,有效解决对农作物施肥的大面积、高精度、快速监测难题。该发明研制成功了世界首台地物探测多光谱激光雷达系统,主要发明点为1、发明了多波长激光同时发射和同步接收的关键技术,解决一台遥感设备“同时实现高光谱分辨和高空间分辨观测”的科学难题;2、发明了多光谱激光雷达信号去噪和标定技术、以及大气校正技术,提高探测信噪比,解决对远距离、极微弱光谱和几何信息精确探测的技术难题;3、发明了融合激光光谱探测和三维扫描成像探测一体化的多光谱激光雷达整机技术,使之可适用于飞机、卫星等移动平台,攻克“大尺度”的技术瓶颈;4、发明了多光谱激光雷达波长选择算法,发现了最适合中国主要粮食作物水稻和小麦的激光特征波长,实现了地物探测激光雷达光谱探测能力从无到有的突破,有效提高农作物生长状况遥感监测精度。该项目已完成国家自然科学基金、863项目等多项研究课题,授权发明专利5项,发表科研论文14篇,其中SCI论文2篇,EI论文8篇。英国科学院工程与环境委员会主席Danson教授撰文指出“该发明的多波长扫描激光雷达在探测植被生物特性方面具有很好的应用前景”。该发明已连续数年对湖北水稻栽培基地进行监测,得到了应用推广。更进一步的,地物探测多光谱激光雷达能在保持三维高空间分辨的情况下,通过面向探测目标的不同多波长激光组合,获取大气、水体、植被等目标的多波段信息,还可在气象、林业、地质、水利、资源探测、环境监测、城市规划等方面具有较强的生态、经济和社会效益。
高分辨率激光雷达及地铁安全测量应用
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目属于交通运输工程与精密工程测量交叉学科。地铁已成为中国大型城市主要交通出行方式,地铁结构安全测量是乘客生命财产安全的重要保障。高效、高精度和自动化测量地铁隧道等设施结构形状和表面(简称“结构形面”)的精准变化是保障安全运营的关键,长期以来面临“测全难、测准难、测快难”三大业界公认难题。城市地铁具有空间分布广、观测环境恶劣、观测窗口受限等特点,对地铁结构形面的精准、高效测量提出巨大挑战。项目组研制了面向地铁结构形面精准变化检测的全波形高分辨率激光雷达、点云质量增强与智能化处理软件以及地铁高精度测量装备,突破了地铁安全测量“测全、测准、测快”关键技术,整体技术达到国际先进水平。主要科技创新如下:(1)针对结构形面高分辨率、高精度测量需求,发明了移动激光扫描全域覆盖和定点激光扫描局部增强的协同测量方法,研制了全波形大空间激光雷达和高精度移动激光测量装备,测量频率从50kHz提升至1MHz,测量空间分辨率提升5倍,测量精度达毫米级。(2)针对结构形面变化自动识别的技术瓶颈,发明了地铁隧道等设施结构形面变化状态智能识别方法,突破复杂环境下点云精度增强、结构形面精细表征和病害智能识别关键技术,变化检测精度达毫米级、病害识别率95%、内业效率提高5-10倍,被国际知名同行赞誉为国际学术前沿。(3)针对地铁结构形面“测全、测准、测快”的难题,提出了面向地铁安全测量的高分辨率激光雷达快速测量技术方法,实现地铁结构全断面获取,外业测量效率提高100倍以上;研制了地铁结构形面大数据管理及智能分析系列软件,解决了隧道收敛、错台等参数精准提取难题,应用到北京、广州、武汉等10余城市,累计完成建设期1000多公里和运营期2000多公里地铁结构测量。授权发明专利20余项,实用新型专利20余项,软件著作权30余项,参与制订国家、行业及地方标准3项,发表学术论文50余篇。近三年新增直接产值5亿余元,新增直接利税1.5亿余元,取得显著的社会和经济效益。
气象探测激光雷达
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:在气象探测中,获得低空大气中的温度、湿度、压力随高度的分布和随时间的变化对掌握天气趋势、提高天气预报的准确性至关重要。目前各气象部门采用的仍然是气球探空方法,这种方法受施放费用和工作量的限制,通常不能获得连续的数据;同时气球施放过程中会随风而飘(如在湖北施放,可飘到安徽),使探测结果的定位性较差。而气象探测激光雷达——车载式的拉曼气象激光雷达由于其具有很高的时间、空间分辨率和精确度,因而可以连续获取很大区域范围内的温度、湿度、压力等气象参数随高度的分布和时间的变化,因此,该气象探测激光雷达是气象研究和探测的有效工具及发展方向。研究所掌握了研制气象探测激光雷达——车载式曼激光雷达技术,并研制成功了瑞利散射激光雷达(探测20-70km中层大气)和钠层激光雷达(探测80-110km钠层),其技术达到国际先进水平,获中国科学院科技进步二等奖。已建成的低空拉曼激光雷达(探测高度0-20km),能探测大气中各种微量组分的高度分布和时间变化,这些设备为气象探测激光雷达的应用奠定了坚实的基础。技术的应用领域前景分析:该设备可用于气象部门,以城市级气象部门配备2-3台计算,将会有广阔的市场前景。效益分析:本技术收益50%厂房条件建议:无备注:无
大气温度、湿度及气溶胶廓线精细探测激光雷达
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:一. 主要研究内容1. 项目综述激光雷达作为一种主动遥感探测工具已有几十年的历史,已广泛用于激光大气传输、全球气候预测、气溶胶辐射效应及大气环境等研究领域。随着近年激光技术、信号探测技术和数据采集及控制技术的飞速发展,使激光雷达技术实用性及应用前景受到广泛的关注。相对于现有的微波、电磁波雷达技术来说,光波具有较短的波长,因此它可以利用光与大气中存在的分子和浮尘的相互作用来实现对大气光学及物理特性、气象/气候参数进行高时空分辨率的精细探测,是一种近年快速发展的全新探测技术,是现代雷达探测技术从厘米波,毫米波向光波探测技术延伸,实现遥感探测技术向高时空分辨率、高精度领域发展,所以激光雷达在大气遥测的高度、空间分辨率、时间上的连续监测和测量精度等方面具有独到的优势,是其它探测手段无法比拟的。大气温度,湿度及气溶胶(卷云)是描述大气状态的基本参数之一。由于很多重要的气象现象都是发生在大气对流层区域,温度,湿度及气溶胶的剖面测量对于大气及地球环境科学的研究、尤其是对城市区域气候、热岛效应等的研究就显得尤为重要。本项目的目标:是研制一台能全天候探测大气温度、湿度及气溶胶光学特性的全自动激光雷达系统。该系统具有能快速、实时及精确地进行对流层低层(高度5km)的大气温度,水汽密度,相对湿度,气溶胶及云层(特别卷云)的光学特性的垂直剖面的探测能力。为大气及地球环境科学研究,精细气象预报及自然灾害预警预报,军事及航空、航天等特珠气象保障提供实时、精细精确的有效大气监测数据。本项目的研究内容:在过去已经研制的实验样机及工程样机的基础上,利用已经取得的实验成果及技术积累,拟通过西安理工大学激光遥感研究中心已经建立的高光谱分辨率激光雷达系统为平台,研制一台对人眼安全、结构紧凑、可连续稳定运行、全天候工作的大气温度,湿度及气溶胶剖面探测的新一代工程样机。在系统设计上采用模块化的安定结构设计,操作系统采用自动及手动操作的人机界面软件设计,在系统探测原理上重点是提高脉冲激光锁频及鉴频的精度,解决探测区域内高浓度气溶胶对高精度测量温度,湿度的影响、及白天工作背景光干扰影响等问题,预计可完善建成我国第一套人眼安全的底层大气温度,湿度及气溶胶剖面测量为一体的多参量激光雷达测量系统。2. 产品主要技术指标及特点1)产品的主要技术指标:a) 温度测量范围及精度:高度范围:0.2-5.0 km,精度:高度4.0km的精度1度以下。b) 湿度测量范围及精度:高度范围:0.2-5.0 km米,精度:高度2.5km的精度5%以下。c) 气溶胶的测量范围及不确定度:高度范围:0.1-15.0 km,不确定度:高度15km的不确定度10%以下。d) 一个剖面数据的探测时间:用户可调,但标准探测时间5分钟e) 操作控制:自动及手动f) 系统总重及体积: 重量300kg,体积1.5m*0.8m*1.8m2)特点:快速、实时及精确探测参量剖面,可连续或一定时间间隔的自动探测,利用网络可实现远程监控探测等。3. 应用领域1) 用于军事,航空航天等高精细特珠气象保障服务。2) 用于精确的气象预报及大气物理、光学研究。它可以提高现有气象预报的准确度及降雨降水等气象灾害预报,进行地表大气放射及地球表面的热收支平衡等的研究。3) 用于城市居住环境的调查研究。例如 通过对城市温度,湿度和城市气溶胶(灰尘)的高度剖面的观测,可以研究城市热岛效应及城市气溶胶(灰尘)的高度聚集,停留的规律,为高层楼房,大型设施的建设场地的密度规划等市政建设提供设计依据。4) 用于区域性气候变动的调查研究。例如,火力电厂,水电站及大坝等大型设施周围的区域性气候变动的调查和检测。二. 技术水平大气温度,湿度是描述大气状态的基本参数之一。激光雷达作为大气环境监测的新技术手段,正受到全世界越来越广泛的关注。低层大气温度的全天候高精度测量技术属于当前激光雷达遥感技术的前沿课题。德国,美国及日本都投入大量资金和人力进行研发。但目前,国际上主要还是依靠探空气球等传统手段来测量底层温度,湿度剖面。测量时间长、时效性差、数据量不足,不能有效地为大气环境监测提供足够的数据以及满足气象服务的需求。本项目拟通过改进现有的紫外域波段高光谱分辨率激光雷达系统,实现一种对人眼安全、结构紧凑、可连续运行、全天候工作的,高度5公里区域底层大气温度,湿度及气溶胶剖面高精度测量系统。其主要的技术创新点就是在选用紫外域波段的激光为光源,提高了测量信号的强度及人眼安全性,设计一套高精度的分光器保证测量信号的声噪比要求,同时有效地剔除天空背景光及地层大气内高密度气溶胶颗粒(灰尘)的影响,解决了激光雷达高精度测量底层大气温度,湿度的二大技术难题。该项目已经完成了实验样机及工程样机的研制,激光雷达样机多次与探空气球进行实时探测比对,两者探测结果完全一致,其系统的创新性及技术含量趋于国际领先水平,特别在白天探测及高密度气溶胶条件下的温度探测技术,填补了激光雷达测温的国际空白。通过对原有样机的技术升级,特别是在系统稳定性、可靠性及数据产品反演等设计创新,可以使我国在底层激光测温领域达到国际领先,也可建成我国第一套人眼安全的底层大气温度,湿度及气溶胶剖面测量为一体的多参量激光雷达测量系统,成为该领域的高附加值,高技术的创新产品。技术的应用领域前景分析:市场前景国际上在激光雷达的产品化上近几年取得很快的发展,在气溶胶,风速风向及水汽密度探测上,已经有成熟的产品。激光雷达的载体平台已经从地基,车载、机载(船载)发展到星载激光雷达。美国、欧洲相继发射了卫星平台的激光雷达;即星载激光雷达。激光雷达产品是高附加值,高技术含量的新颖产品,一台最简单的小型气溶胶雷达在国内的售价约在150万元人民币,香港新机场的测风激光雷达就达约800万元,所以价格较高。我国在激光雷达的产品研发上基本趋于空白状态,目前激光雷达的产品市场还是国外产品占据市场。由于激光探测大气温度的灵敏度较低,很容易受气溶胶及太阳背景光的影响,激光雷达全天候高精度探测大气温度技术上一直是热门研究领域,也没有较完美的系统及研究成果,这也制约了气象上很重要的相对湿度的探测。目前国际上常用探空气球来测量大气温度,湿度剖面,数据量少(点数据),成本高(一次性使用),对地定位精度较差(受风速风向影响),这些严重制约了高精度数值天气预报的精度。激光雷达具有测量定位精确,实时测量,3维剖面测量,数据量大,性能价格比高,不干忧天空航空器的飞行等优点。比较适用于城市的居住环境评价,地表境界层的气溶胶的光学特性及地表大气放射及地球表面的热收支平衡等的研究,提供城市空气质量指数的数字化预报,降雨降水等天气预报及灾害预报等,具有很强的社会服务价值,能产生很好的经济效益。日本某民间企业在做了大量市场前景调查的基础上,花费了4年多时间及一亿多日元经费研发该产品,可见其产业化前景的潜力。所以精细温湿度探测激光雷达的出现,可以部分替代传统的探空气球探测方式,在气象领域,环境及地球大气科学研究,军事特珠气象保障领域等有很好的市场潜力及美好的市场远景。效益分析:预期经济效率目前单参量的小型气溶胶激光雷达的国内价格在150万元,单参量风速风向激光雷达(美国相干公司产品)市场价约800万元,德国Elight公司的大气污染探测激光雷达(SO2,NOx等)市场价在1000万元。本项目研发的多参量探测系统日本公司的参考价格在500万元人民币。市场预测:按第一年销售2台,第二年销售3台来计算,一年内就可以全部收回成本。属于高投入高回报项目。厂房条件建议:实施基础条件1. 西安理工大学已经建立的激光雷达研究平台,拥有可用于该项目前期研发的激光雷达系统和测试的硬软件设施。2. 本项目建议人已经研制了该项目的实验样机及工程样机,回国后组建的课题组具有较强的激光雷达研发技术积累,正在开展激光雷达产品及最新激光技术的研究。投资额及来源1. 利用西安理工大学现有的激光雷达平台,研发工程样机的研发费用约130万元(不含激光光源)。2. 新规投入的场合,研发工程样机的费用需要250万元。备注:服务方式及费用(案)样机研制主要依托西安理工大学的激光雷达实验平台及相关技术、专利,完成激光雷达系统的技术研究与开发,实现上述测量指标。研发所需经费及技术分工主要设想:方式I(技术+资金)1) 西安理工大学提供研究平台及测试手段,负责激光雷达系统的设计、调试、检测等技术开发,控制和数据反演软件开发,综合观测实验的维持与消耗等;2) 投资方购置和提供激光雷达系统研制所必需的各硬件、部件,及必要的加工、工艺等技术支持。方式II(委托开发)投资方以委托形式投入资金进行系统研发。
双视场大气气溶胶探测激光雷达
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
成果介绍:“双视场大气气溶胶探测激光雷达”适用于大气气溶胶(颗粒物、 PM2.5)定性定量检测。利用双视场这一创新技术提高了低空和高空的探测能力,可探测得到大气气溶胶消光系数、后向散射系数等光学参数的垂直分布廓线,为大气颗粒物污染监测、大气边界层变化监测、PM2.5 等提供高技术支持。 应用范围: 大气气溶胶(如颗粒物,PM2.5 等)探测 主要技术指标: 探测高度 0.1-20 千米;高度分辨率 3.75 米;时间分辨率 30 秒。 技术水平:已有国家发明专利,同时围绕关键技术已进一步申请发明专利 市场分析与前景: 基于激光雷达的大气气溶胶探测对大气环境、大气辐射传输和水循环、 遥感辐射校正都具有重要意义, 目前已经走向了环监、 气象等应用单位,具有广泛的市场前景。激光雷达技术含量高、价格昂贵,目前国内市场还是国外产品占据,购置和维护成本高。相对于目前市场上已经存在的大气探测激光雷达 1-10 千米的有效探测范围,双视场激光雷达更具有高低空兼顾的优势,0.1-20 千米的探测范围在低空和高空探测能力上均有突破, 为低空大气边界层探测和高空对流层顶探测提供了数据支持,在环境、大气科学、气象等诸多领域有很好的市场潜力和远景。 所属行业: 环保、大气、气象 合作方式: 技术转让
全固态激光雷达芯片与系统
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
基于激光雷达巨大的市场空间、发展趋势及目前存在的技术问题本团队将在原有的技术优势的基础上,依托国家重点实验室平台和高端芯片生产线,通过技术创新解决核心芯片问题,完成高性能固态激光雷达的研发。基于此项目的技术研发已取得多项专利成果,获得国家及省市政府的大力支持,获批多项国家级重大项目,且与中国第一汽车集团公司达成项目合作,本团队有着绝对的技术优势、良好的研发条件和充足的前期研发经费。本项目将进一步结合商业化思考、企业化运营,在技术研发的基础上实现高性能小型化全固态激光雷达生产和推广,推动激光雷达关键技术的发展,促进我国激光雷达产业的兴起,从而解决我国汽车行业发展过程中的关键科技问题。
ACUS 车路协同路侧激光雷达与边缘感知系统
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
ACUS 车路协同路侧激光雷达产品正在进军智慧交通和车路协同路侧车辆探测市场。其中,AC-08 雷达作为新一代国家标准化 ETC 收费车道车辆传感器已经通过干线高速公路 24 小时长期连续测试,2020 年 9 月启动全国高速公路市场推广,已与多家行业龙头公司开展系统集成和渠道合作,市场容量超过 100 亿; 公司面向车路协同车辆辨识场景研发的 HS-16A 同步固态激光雷达,在车路协同路侧感知行业率先实现同步高帧率固态激光雷达路侧安装使用。目前,每天有效车辆三维点云数据积累达到 GB 级别。公司正在配合国家新一代车路协同示范路项目(中国一号路)进行高可靠高精度路侧感知协同攻关,即将于国家第一条干线车路协同高速公路示范工程(京沪高速)安装投用,同期同步开展的技术迭代和数据积累将形成新的竞争壁垒,未来市场拓展空间广阔。 技术创新同步固态激光雷达开创了全新的高动态场景稳定测量方法。专利情况申请号(授权号):暂不公开市场前景及应用领域车路协同路侧感知。
激光跟踪测量系统
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
采用高重频脉冲激光光源,具有三维精密观瞄系统和二维精密测角机构,配 合CCD视频采集装置,是一种高精度激光雷达跟踪测量系统。具有大视场、高的 目标跟踪捕获率和测量精度,适合野外使用,在能见度中等、气温-20〜450C条 件下均能正常工作。且具有抗干扰能力强、使用方便、可单人操作等优点。 技术指标 1.测量距离:>5000m 2.测量精度:0.5m/s 3.测量频率:10次/秒
广州市规划院激光雷达测绘技术应用研究院
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
本项目以多载体激光雷达测绘技术为手段、空间信息获取及综合应用为目标,建成了具有技术创新特色与应用特征的“地面、移动、航空”多载体激光雷达测绘技术应用企业研究院,提出了古建筑三维激光测量建模一体化解决方案,建立古建筑海量点云数据集约化管理工作机制,为古建筑的数字化重建、维护、监测、修复提供先进技术手段和科学方法;基于激光扫描仪、全景相机、惯性导航装置等多源传感器,研制一套具有自主知识产权的移动激光测量系统;提出一套激光扫描与全景采集融合、点云量测与全景摄影测量结合、BS/CS多平台可视化展示的技术方法和工作流程,有效提升城市地理信息按需测绘、快速获取空间信息的能力;引进了低空无人机遥感设备,并开展了利用低空航摄进行高分辨率影像的获取,在现势性高分影像,城市小场景三维模型制作,“违法用地、违法建设”监测等领域开展了实际应用;融合地面LiDAR测图、移动激光测量、低空无人机系统等技术,针对历史文化名城保护遗址和风景街区,以地面LiDAR数据为基准,在统一参考坐标系下,融合多种三维点云数据,形成三维点云、数字高程模型、正射影像、地形图、建筑平立剖面测绘图、三维模型等多种应用成果。
基于硅基外腔芯片的窄线宽连续调频激光器
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
项目成果/简介:1. 痛点问题激光雷达在自动驾驶等领域有重要应用。基于调频连续波技术的激光雷达(FMCW Lidar)有着探测距离远、抗干扰和同时测速等优势,被认为是最具应用潜力的激光雷达。激光光源是FMCW激光雷达的核心器件之一,FMCW光源的调频非线性会严重影响激光雷达的分辨率,导致有效工作距离缩短,阻碍激光雷达性能的提升。2. 解决方案本成果预期解决目前调频连续波激光雷达(FMCW Lidar)中光源调频非线性的问题。本成果提出一种基于硅基外腔芯片的窄线宽激光器,通过无源硅基外腔芯片反射波长中心频率和反射相位的联合调谐,可以实现高线性的激光输出频率调谐,其原理架构与和实验验证结果如图1所示。从而突破了传统FMCW光源直接通过电流调制进行调频导致的非线性限制,直接产生高线性连续调频光信号。合作需求1、需要融资1800~2000万元,完成研发实验室及一期生产线的建设,以及前期工程样品的开发;2、需要800平米左右万级超净厂房及配套办公面积,希望有兴趣的地区或者园区能够提供优惠的政策与支持;3、欢迎FMCW激光雷达厂家及其它对FMCW光源有需求的客户合作,联合测试、共同开发;4、欢迎在硅光设计、光有源、无源耦合及自动化生产等方面的技术、管理专家加盟,共同打造激光雷达的中国光芯,共创美好未来。项目阶段:本项目拟进行科技成果转化,计划批量制造FMCW光源,并与Lidar厂家开展合作,提供定制化服务,由于产品技术含量高,可望实现较高的毛利率水平。团队拟投入1800万元实现功能样品和建立一期产品生产线。其中拟投入700万元研发经费继续开发,包括继续改善设计、硅光芯片流片验证、封装耦合工艺开发完善、样品送测并继续改进等,将本技术转换为实用化产品。初级样品验证合格后,拟投入600元新建耦合封装一期生产线,用于FMCW光源产品的批量生产,并将根据市场反馈决定是否继续扩产。本项目目标客户主要为FMCW Lidar整机厂商,目前已经和华为、摩尔芯光、杭州视光、万集科技等FMCW Lidar的头部企业进行了前期技术交流,客户对本项目技术方案可能实现的高线性非常感兴趣,希望能够加快开发进度,尽快提供可测试的样品,并愿意展开长期合作。效益分析:目前解决FMCW光源调频非线性主要采用对光源加光锁相环(OPLL)进行反馈控制,提高光源的调频线性度以满足Lidar系统的要求。如2021年3月,Aurora以一亿美金价格收购团队来自加州大学伯克利分校的FMCW激光雷达初创公司OURS就是采用这一方案。但OPLL结构复杂,而且存在参考臂延迟光纤(约几十米长度),使得整个Lidar难以真正实现固态化、集成化,稳定性也受到影响。目前市场急需一种全固态的解决方案,并要求可以提供满足Lidar系统要求的超高线性度。初步实验表明,本方案制作的光源可以实现高线性度的调频信号,其输出激光线宽小于3KHz,调频范围大于5GHz,线性度可高达10-8,线性度比传统调频光源技术高3个量级。基于本技术可以制造高线性度的FMCW光源,提供给FMCWLidar厂家,作为Lidar的光源核心部件。