ما هي تقنية LiDAR؟ كيف تساعد في قياس العمق؟

تكنولوجيا الاستشعار هي تكنولوجيا رئيسية لأنظمة الرؤية المضمنة، ومع تقدم العلوم والتكنولوجيا، ظهرت تقنيات أكثر تقدمًا في مجال تكنولوجيا استشعار العمق ثلاثية الأبعاد، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر الك هذه التقنيات تلعب دوراً لا يتجزأ في صناعات مثل القيادة الذاتية وتشغيل المصانع الآلية.وحدة الكاميرا ToFفي وقت سابق
 
تقنية الليدار هي حل عالية الدقة لتحديد العمق ثلاثي الأبعاد الذي يوفر مزايا كبيرة من حيث دقة القياس والمدى والسرعة. النماذج ثلاثية الأبعاد للأشياء والبيئات، والمعروفة أيضاً باسم غيوم النقاط، يتم إنشاؤها عن طريق إطلاق نبضات ليزر وقياس الوقت الذي يستغرقه ليعكسها. هذه التكنولوجيا لم تحسن فقط سلامة المركبات ذاتية القيادة، بل أظهرت أيضًا فائدة كبيرة في مجالات مثل الخرائط الجغرافية، ونمذجة المباني، ومراقبة البيئة.

 
تاريخ التطور في تكنولوجيا استشعار العمق ثلاثي الأبعاد

تكنولوجيا استشعار العمق ثلاثية الأبعاد نشأت لأول مرة من تكنولوجيا الكاميرا الستيريو السلبية. هذه التكنولوجيا تحقق إدراك العمق عن طريق حساب فرق البكسل بين أجهزة استشعار تعمل بالتزامن. على الرغم من أنها عملية جدا، إلا أنها كانت لا تزال تخضعالضوء الضعيفالظروف و اعتمدت بشكل كبير على نسيج الأشياء في المشهد. لمعالجة أوجه القصور في الكاميرات الستيريو السلبية، ظهرت تقنيات الرؤية الستيريو النشطة.
 
تستخدم تقنية الرؤية النمطية النشطة جهاز عرض تحت الحمراء لضوء المشهد، مما يحسن العمل في ظروف الإضاءة السيئة وعندما لا تكون نسيج الأشياء واضحة. ومع ذلك، فإنه لا يوجد لديه وسيلة لتوفير مجموعة واسعة (في غضون 10) من قياسات العمق، والبيانات المكتسبة تتطلب مزيد من المعالجة لحساب العمق، مما يزيد من عبء الحسابات في حين يؤثر أيضا على طبيعة الوقت الحقيقي للقياسات. هنا تظهر مزايا تقنية LiDAR.

 
ما هي تقنية "ليدار"؟

ما هو ليدار؟ تقنية ليدار، أو الكشف عن الضوء والتنظيم، هي تقنية متقدمة للتحقيق عن بعد تحسب المسافة الدقيقة للكائن عن طريق إصدار نبضات الليزر وقياس الوقت الذي يستغرقه تلك النبضات للانعكاس من الكائن المستهدف. هذا النهج يسمح لماسحات الليدار بإنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد مفصلة ، والمعروفة أيضًا باسم غيوم النقاط ، والتي ترسم خرائطًا دقيقة لمخططات الأشياء والبيئات. تعمل تقنية الليدار بطريقة مماثلة للرادار (الرادار) ولكن تست
الصيغة لحساب مسافة الجسم هي كما يلي:

مسافة الجسم = (سرعة الضوء × وقت الطيران) / 2.

 
توضح هذه الصيغة كيف تستخدم تقنية LiDAR سرعة الضوء ووقت رحلة نبضات الضوء لحساب المسافة، مما يضمن قياسات دقيقة جدًا وموثوقة.

 
نوعان رئيسيان من تقنية LiDAR

يتم تصنيف أنظمة LiDAR إلى نوعين رئيسيين بناءً على وظيفتها: مسح الضوء الأخضر في الجو و LiDAR القائم على الأرض.

 
جهاز تحديد المواقع الجوي

أجهزة استشعار تقنية الليدار ثلاثية الأبعاد في الجو، عادة ما تكون مثبتة على الطائرات بدون طيار أو الطائرات الهليكوبتر، تنبعث من نبضات ضوئية إلى الأرض وتلتقط نبضات العودة لقياس المسافة بدقة. يمكن تقسيم هذه التكنولوجيا إلى LIDAR الطوبولوجي ، الذي يستخدم لرسم خريطة لسطح الأرض ، و LIDAR الباتيميترية ، التي تستخدم الضوء الأخضر للاختراق في مياه البحر وقياس ارتفاع قاع البحر وأنهار النهر.

 
جهاز " ليدار " الأرضي

يتم تركيب أنظمة LIDAR الأرضية على المركبات الأرضية أو الأثاث الثابت ويتم استخدامها لرسم خرائط للمباني الطبيعية ومراقبة الطرق السريعة. هذه الأنظمة ذات قيمة أيضاً لإنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد الدقيقة للمواقع التاريخية. يمكن تصنيف ماسح ليدار الأرضي إلى LiDAR المحمول للسيارات المتحركة و LiDAR الثابت للسيارات الثابتة.

 
كيف تعمل كاميرات الليدار

تشغيل تقنية LiDAR ينطوي على عدة مكونات رئيسية.

1. مصدر الليزر:يُصدر نبضات ليزر بأطوال موجة مختلفة، مع مصادر شائعة تشمل الليزر المضغوطة بالنيوديميوم والليتريوم والألومنيوم (Nd-YAG). غالباً ما تستخدم تقنية الليدار الطوبوغرافية أطوال موجة 1064nm أو 1550nm للسلامة ، في حين أن الليدار الباثيمتري يستخدم الليزر 532nm للانتشار في الماء.
2. الماسح الضوئي والنظرية:يستخدم المرايا الملتوية لتوجيه شعاع الليزر ، مما يحقق مجالًا واسعًا للرؤية وقدرات المسح عالية السرعة.
3. كاشف:يلتقط الضوء المنعكس من العقبات، عادةً باستخدام أجهزة الكشف الضوئي الصلبة مثل ثنائيات الصور السيليكونية أو مضاعفات الضوء. جهاز استقبال GPS: في وضع الطيران، جهاز استقبال GPS هو جهاز استقبال GPS.
4. جهاز استقبال جي بي اس:في الأنظمة المحمولة جواً، تتبع ارتفاع وموقع الطائرة، وهو أمر حاسم لقياسات دقة لارتفاع التضاريس.
5. وحدة قياس الثبات (IMU):يراقب سرعة المركبة وتوجهها، مما يضمن تحديد موقع نبضات الليزر على الأرض.

 
التطبيقات الرئيسية لتكنولوجيا LiDAR

ما هو تطبيق الليدار؟ فهم عمل أجهزة استشعار الليدار أمر ضروري، ولكن تطبيقاتها في العالم الحقيقي هي المكان الذي تلمع فيه التكنولوجيا حقًا.
 
1. المركبات والمعدات ذاتية القيادة:الآلات المستقلة، مثل الطائرات بدون طيار، الجرارات المستقلة، والأذرع الروبوتية، تعتمد على 3Dعقدة الكاميرا ذات الاستشعار العميقللكشف عن العقبات، وتحديد موقعها، واستخدام نبضات الليزر على الأرض. توفر أجهزة استشعار LiDAR شعاع ليزر يدور 360 درجة، مما يوفر رؤية شاملة لتجنب العقبات والتلاعب بالأشياء. توفر أجهزة استشعار LiDAR شعاع ليزر يدور 360 درجة، مما يوفر رؤية شاملة لتجنب العقبات ومنع الاصطدام. إن إنتاج الملايين من نقاط البيانات في الوقت الحقيقي يسمح بإنشاء خرائط مفصلة للمناطق المحيطة، مما يسمح بالتنقل الآمن في مختلف الظروف الجوية والضوئية.

 
- 2. الروبوتات المتنقلة المستقلة (AMR):تعتبر أجهزة مكافحة التهاب المواد الغازية جزءاً لا يتجزأ من تشغيل منشآت التصنيع والمستودعات ومحلات البيع بالتجزئة ومراكز التوزيع، حيث تتعامل مع مهام مثل اختيار المنتجات وتوزيع السلع. تعد أجهزة مكافحة الأدوية المضادة للخلايا جزءاً لا يتجزأ من تشغيل منشآت التصنيع والمستودعات ومحلات البيع بالتجزئة ومراكز التوزيع، حيث تتعامل مع مهام مثل اختيار المنتجات والنقل والفرز دون إشراف بشري مباشر مكافحة الفيروسات، حيث أنها تتطلب الحد الأدنى من المعالجة للكشف عن الكائنات وإنشاء الخرائط، مما يجعلها حلا مثاليا لهذه التطبيقات.

 
ظهور تقنيات استشعار العمق ثلاثية الأبعاد

ظهور تقنيات استشعار العمق ثلاثية الأبعاد، وخاصة ليدار، قد أحدث ثورة في الطريقة التي ندرك بها ونتفاعل مع بيئتنا. من تعزيز قدرات المركبات الذاتية القيادة إلى تبسيط العمليات في البيئات الصناعية ، تأثير LiDAR بعيد المدى. تستمر التقنيات في التطور ، وستتوسع تطبيقاتها فقط ، وتتكامل أكثر في حياتنا اليومية وتشكيل مستقبل التكنولوجيا
 
مع أكثر من 14 عاما من الخبرة في مجال الرؤية المضمنة،الجهازملتزمة بمساعدة عملائنا في توفير وحدات الكاميرا الصحيحة ليتم دمجها في منتجاتهم، وقد عملنا مع عدد من شركات الطائرات بدون طيار والروبوتات لدمجكاميرات عمقنافي منتجاتهم. إذا كنت مهتمًا، يرجى الشعور بالحرية في الاتصال بنا.