9月26日，东芝公司宣布，在进行距离测量的LiDAR激光雷达领域，开发出了能够以99.9%的精度追踪车辆、人等物体的技术，其精度达到世界最高。并且仅使用LiDAR采集数据即可实现98.9%的物体识别。

此外，在暴雨和浓雾环境下的探测距离提高2倍以上，并开发了“雨雾去除算法”，可以在80 毫米/时的猛烈雨环境中测量40 米的距离。另外，通过“测量范围可变技术”，与现有技术相比，可将测量距离扩展到350米，同时实现了长达120 米的测量距离，视角提高了约6倍。这三种技术都计划在2025年投入实际使用。

除了用于自动驾驶外，LiDAR在监控道路和铁路等社会基础设施方面也发挥着不可或缺的作用。通过提高测量范围的精度和灵活性，该公司表示，它将通过构建数字孪生体，为自动驾驶的进步和社会基础设施的效率做出贡献。

东芝研究开发中心信息通信平台研究所物联网边缘实验室研究员崔明秀（音）表示:“LiDAR的挑战在于，仅使用LiDAR测量数据很难高精度地识别物体并进行跟踪。配合相机一起使用测量2D和3D数据，但两种类型的数据之间存在空间偏差，导致精度下降。此外，还存在诸如在雨雾等恶劣天气环境中精度下降以及由于安装位置限制而导致的盲点等问题。东芝的新技术可以解决这些问题。”

第一种技术是“2D/3D融合AI”，它仅使用从LiDAR获取的数据就可以高精度地识别和跟踪物体。到目前为止，需要匹配摄像头和激光雷达的视角和帧率并精确同步，但除了校正误差外，视角和帧率还可能因振动等因素而发生偏移，识别精度明显下降。“2D/3D融合AI”仅使用 LiDAR 获取 2D 和 3D 数据。将二者融合，应用于人工智能，通过学习，可以高精度地识别和追踪物体。

崔表示：“东芝的LiDAR具有既能获取三维数据，又能获取二维图像数据的特点。由于只用一台激光雷达收集数据，所以可以在同一时间从同一像素读取二维数据和三维数据，不需要进行合并，因此不用担心识别精度下降。”这样，对于距离LiDAR在50米~ 115米的任意车辆和80米~ 110米的任意行人，不用摄像头，即使在没有照明的夜间，98.9%的车辆和人也能识别，99.9%可以追踪。另外，跟踪误差限制在 15 厘米。

第二种“雨雾消除算法”最大限度地缓解了雨雾导致的LiDAR测量精度的下降。LiDAR所使用的红外激光所发出的光，具有遇到水分就会吸收、散射的性质，在雨、雾、雪等视野不良的室外环境中，存在测量精度降低、可检测距离变短的问题。在新开发的技术中，通过将模拟数据转换为数字数据的AD转换器，基于反射光强度的数字值，根据由水等散射粒子产生的反射光的特征量，测量雨雾还是汽车等的测量对象。如果判断为雨或雾，则删除波形，就可以提取被雨或雾掩盖的脆弱反射光，以及来自测量对象物的反射光。

在模拟真实环境的实验设备中，在被称为灾害级别的80毫米/时的猛烈降雨环境中，将原来20米的可探测距离提高到40米，在能见度40米的雾环境中可探测距离从17米提高到35米，都实现了2倍以上的提高。

第三种是“测量范围可变技术”，根据设置的场所来决定LiDAR的距离和视角，从而可以自由改变测量范围。东芝宣布了LiDAR技术，该技术使用两个小型化泛光灯将测量距离增加1.5倍，该技术通过改变泛光灯的数量和受光透镜的配置，进一步延长了测量距离，并将视角提高了6倍。

在视场角60度(水平)×34度(垂直)的情况下，实现了世界顶级的120米的测量距离，在视场角24度(水平)×12度(垂直)的情况下，实现了世界最长的测量距离350米。除了监控需要远距离测量的道路和铁轨等基础设施外，它还可用于需要广角性能的工厂和仓库中AGV（自动导引车）的自动驾驶，从而加速实现空间数字孪生。

崔表示东芝将进一步推进耐环境性能的研究开发，目标是在2025年实现固态LiDAR的商业化。设想在移动自动化、高精度的基础设施监视、空间数字孪生的构建等方面广泛应用激光雷达。

崔还介绍了使用LiDAR的空间数字孪生的情况。数字孪生是一种模拟技术，它利用传感技术和人工智能实时链接现实世界中的变化，可以实时收集操作设备等数据，忠实再现虚拟空间中发生的事件。近年来，数字孪生不仅针对特定设备，还包括工厂、仓库、商店和道路等空间。 “空间数字孪生可以实时准确地捕捉现场人、物体和事物的所有的动与静，并将在各种应用中带来好处。”例如，即使没有人巡查，数字孪生也可以检测道路塌陷、结冰和货物掉落等情况，工作人员可以根据这些信息迅速开始移除工作，并且还可以做出决策，例如优先在可能造成大规模拥堵的地方进行作业。 此外，在建筑工地启动起重机时，即使无法确认真实工地的盲点中是否有人，也可以通过空间数字孪生设备实时察觉危险并通知现场。

崔这样比喻道:“LiDAR在50米以外的距离误差为5厘米，而且由于自身发光，所以可以在无照明的情况下测量距离。因此，通过构建正确理解所有事物状况的空间数字孪生，识别和判断达到最佳状态，可以消除人为错误。所有地方都将受到‘神之眼’的保护。”他还指出，空间数字孪生将加速自动化的普及，包括自动驾驶。 例如，在高速公路上，空间数字孪生的实现可以支持18辆卡车以10米车间距、60公里时速自动驾驶。

除此之外，通过使用量子计算机分析构成空间数字孪生的数据，理想情况将在元宇宙上重现。掌握与理想形态的差异和异常，排除危险的安全行驶和有效率的行驶成为可能。 “随着LiDAR的发展，除了自动驾驶用途之外，还可以构建空间数字孪生，推进空间上所有移动的自动化、制造和物流线的整体最优化等。通过对使用LiDAR的空间数字双胞胎的构筑做出巨大贡献，实现因新冠灾害和人手不足而动摇的产业的自动化。”

文章来源：日本雅虎，激光行业观察

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