Hvad er LiDAR-teknologi?Hvordan hjælper det med dybdemåling?

Sensing-teknologi er en nøgleteknologi til indlejrede visionssystemer, og med fremskridt inden for videnskab og teknologi er der opstået flere og mere avancerede teknologier inden for 3D-dybdesensorteknologi, herunder men ikke begrænset til Light Detection and Ranging (LiDAR), Stereo Vision og Time of Flight (ToF). Disse teknologier spiller en integreret rolle i brancher som autonom kørsel og fabriksautomatisering. Vi lærte omToF-kameramodultidligere.
 
lidar-teknologi er en højpræcisions 3D-dybdesensorløsning, der giver store fordele med hensyn til målenøjagtighed, rækkevidde og hastighed. 3D-modeller af objekter og miljøer, også kendt som punktskyer, skabes ved at affyre laserimpulser og måle den tid, det tager for dem at reflektere tilbage. Denne teknologi har ikke kun forbedret sikkerheden for selvkørende køretøjer, men har også vist sig stor anvendelighed inden for områder som geokortlægning, bygningsmodellering og miljøovervågning.

 
Evolutionær historie om 3D-dybdesensorteknologi

3D-dybdesensorteknologi stammer først fra passiv stereokamerateknologi. Denne teknologi opnår dybdeopfattelse ved at beregne pixelforskellen mellem to sensorer, der arbejder sammen. Selv om det var meget praktisk, var det stadig underlagtsvagt lysforhold og var stærkt afhængig af teksturen af objekter i scenen. For at afhjælpe manglerne ved passive stereokameraer er der opstået aktive stereosynsteknikker.
 
Aktiv stereovisionsteknologi bruger en infrarød mønstret projektor til at oplyse scenen, hvilket forbedrer driften under dårlige lysforhold, og når objektteksturer ikke er klare. Det har dog ingen måde at give en bred vifte (inden for 10) af dybdemålinger, og de indsamlede data kræver yderligere behandling for at beregne dybden, hvilket øger beregningsbyrden og samtidig påvirker målingernes realtidskarakter. Det er her, fordelene ved LiDAR-teknologi kommer i forgrunden.

 
Hvad er LiDAR-teknologi?

Hvad står lidar for?LiDAR-teknologi, eller Light Detection and Ranging, er en avanceret fjernmålingsteknologi, der beregner den præcise afstand til et objekt ved at udsende laserimpulser og måle den tid, det tager for disse impulser at reflektere tilbage fra målobjektet. Denne tilgang gør det muligt for lidar-scanneren at skabe detaljerede 3D-modeller, også kendt som punktskyer, der nøjagtigt kortlægger konturerne af objekter og miljøer. LiDAR-teknologi fungerer på samme måde som radar (RADAR), men bruger lasere i stedet for radiobølger og er i stand til at transmittere lasersignaler med en hastighed på op til 160.000 gange i sekundet, hvilket giver mulighed for hurtig og præcis målretning af objekter. Muliggør hurtige, nøjagtige målinger af målobjekter.
Formlen til beregning af afstanden til et objekt er som følger:

Objektets afstand = (lysets hastighed x flyvetid) / 2.

 
Denne formel illustrerer, hvordan LiDAR-teknologi udnytter lysets hastighed og tidspunktet for lysimpulsers flyvning til at beregne afstanden, hvilket sikrer meget nøjagtige og pålidelige målinger.

 
To hovedtyper af LiDAR-teknologi

LiDAR-systemer er kategoriseret i to hovedtyper baseret på deres funktion: luftbåren grønlysscanning og jordbaseret LiDAR.

 
Luftbåren LiDAR

Luftbårne 3D lidar-teknologiske sensorer, normalt monteret på droner eller helikoptere, udsender lysimpulser til jorden og fanger returpulserne for nøjagtigt at måle afstanden. Denne teknologi kan opdeles i topologisk LIDAR, som bruges til at kortlægge landoverfladen, og batymetrisk LIDAR, som bruger grønt lys til at trænge ind i havvand og måle højden af havbunden og flodlejerne.

 
Land Lidar

Land LIDAR-systemer er monteret på jordkøretøjer eller faste stativer og bruges til at kortlægge naturlige træk ved bygninger og overvåge motorveje. Disse systemer er også værdifulde til at skabe nøjagtige 3D-modeller af historiske steder. Land lidar scanner kan kategoriseres i mobil LiDAR til køretøjer i bevægelse og statisk LiDAR til stillestående køretøjer.

 
Sådan fungerer LiDAR-kameraer

Driften af LiDAR-teknologi involverer flere nøglekomponenter.

1. Laser kilde:Udsender laserimpulser ved forskellige bølgelængder, med almindelige kilder, herunder neodym-doteret yttriumaluminiumgranat (Nd-YAG) lasere. Topografisk lidar-teknologi bruger ofte 1064nm eller 1550nm bølgelængder for sikkerhed, mens batymetrisk LiDAR anvender 532nm lasere til vandindtrængning.
2. Scanner og optik:Bruger afbøjningsspejle til at styre laserstrålen, hvilket opnår et bredt synsfelt (FoV) og højhastighedsscanningsfunktioner.
3. Detektor:Fanger det reflekterede lys fra forhindringer, typisk ved hjælp af solid-state fotodetektorer som siliciumlavinefotodioder eller fotomultiplikatorer. GPS-modtager: I luftbåren tilstand er GPS-modtageren en GPS-modtager.
4. GPS-modtager:I luftbårne systemer sporer flyets højde og placering, hvilket er afgørende for nøjagtige terrænhøjdemålinger. 
5. Inertimåleenhed (IMU):Overvåger køretøjets hastighed og orientering og sikrer den præcise placering af laserpulserne på jorden.

 
Vigtige anvendelser af LiDAR-teknologi

Hvad er lidar-anvendelse?Det er vigtigt at forstå, hvordan LiDAR-sensorer fungerer, men det er i deres virkelige verden, at teknologien virkelig skinner.
 
1. Selvkørende køretøjer og udstyr:Autonome maskiner, såsom droner, autonome traktorer og robotarme, er afhængige af 3Ddybdefølende kameraknudetil registrering af forhindringer, lokalisering og brug af laserimpulser på jorden. LiDAR-sensorer giver en 360-graders roterende laserstråle, der giver et omfattende udsyn til undgåelse af forhindringer og objektmanipulation. LiDAR-sensorer giver en 360-graders roterende laserstråle, der giver et omfattende overblik til undgåelse af forhindringer og kollisionsforebyggelse. Generering af millioner af datapunkter i realtid gør det muligt at oprette detaljerede kort over omgivelserne, hvilket muliggør sikker navigation under forskellige vejr- og lysforhold. 

 
2. Autonome mobile robotter (AMR):AMR'er er en integreret del af driften af produktionsfaciliteter, lagre, detailbutikker og distributionscentre, der håndterer opgaver såsom vareplukning og distribution af varer. AMR'er er en integreret del af driften af produktionsfaciliteter, lagre, detailbutikker og distributionscentre, der håndterer opgaver som vareplukning, transport og sortering uden direkte menneskeligt tilsyn. AMR'er, da de kræver minimal behandling til objektdetektion og kortoprettelse, hvilket gør dem til en ideel løsning til disse applikationer.

 
Fremkomsten af 3D-dybdesensorteknologier

Fremkomsten af 3D-dybdesensorteknologier, især LiDAR, har revolutioneret den måde, vi opfatter og interagerer med vores omgivelser på. Fra at forbedre mulighederne for autonome køretøjer til at strømline driften i industrielle omgivelser er LiDARs indvirkning vidtrækkende. Teknologier fortsætter med at udvikle sig, deres applikationer vil kun udvides, yderligere integreres i vores daglige liv og forme teknologiens fremtid.
 
Med mere end 14 års erfaring inden for det indlejrede synsfeltSinoseener forpligtet til at hjælpe vores kunder med at levere de rigtige kameramoduler, der skal integreres i deres produkter, og vi har arbejdet med en række drone- og robotvirksomheder om at integrereVores dybdekameraeri deres produkter. Hvis du er interesseret, er du velkommen til at kontakte os.