Τι είναι η τεχνολογία LiDAR;Πώς βοηθά στη μέτρηση βάθους;

Η τεχνολογία ανίχνευσης είναι μια βασική τεχνολογία για ενσωματωμένα συστήματα όρασης και με την πρόοδο της επιστήμης και της τεχνολογίας, όλο και περισσότερες προηγμένες τεχνολογίες έχουν προκύψει στον τομέα της τεχνολογίας ανίχνευσης βάθους 3D, συμπεριλαμβανομένων, ενδεικτικά, της ανίχνευσης και εμβέλειας φωτός (LiDAR), της στερεοφωνικής όρασης και του χρόνου πτήσης (ToF). Αυτές οι τεχνολογίες διαδραματίζουν αναπόσπαστο ρόλο σε βιομηχανίες όπως η αυτόνομη οδήγηση και ο εργοστασιακός αυτοματισμός. Μάθαμε για τοΜονάδα κάμερας ToFνωρίτερα.
 
Η τεχνολογία lidar είναι μια υψηλής ακρίβειας 3D λύση ανίχνευσης βάθους που προσφέρει μεγάλα πλεονεκτήματα όσον αφορά την ακρίβεια μέτρησης, το εύρος και την ταχύτητα. Τα 3D μοντέλα αντικειμένων και περιβαλλόντων, γνωστά και ως σημειακά σύννεφα, δημιουργούνται με την εκτόξευση παλμών λέιζερ και τη μέτρηση του χρόνου που χρειάζεται για να ανακληθούν. Αυτή η τεχνολογία όχι μόνο έχει βελτιώσει την ασφάλεια των αυτόνομων οχημάτων, αλλά έχει επίσης δείξει μεγάλη χρησιμότητα σε τομείς όπως η γεωγραφική χαρτογράφηση, η μοντελοποίηση κτιρίων και η περιβαλλοντική παρακολούθηση.

 
Εξελικτική ιστορία της τεχνολογίας 3D ανίχνευσης βάθους

Η τεχνολογία ανίχνευσης βάθους 3D προήλθε αρχικά από την τεχνολογία παθητικής στερεοφωνικής κάμερας. Αυτή η τεχνολογία επιτυγχάνει αντίληψη βάθους υπολογίζοντας τη διαφορά pixel μεταξύ δύο αισθητήρων που λειτουργούν παράλληλα. Αν και πολύ πρακτικό, εξακολουθούσε να υπόκειται σεσε συνθήκες χαμηλού φωτισμούσυνθήκες και βασίστηκε σε μεγάλο βαθμό στην υφή των αντικειμένων στη σκηνή. Για την αντιμετώπιση των ελλείψεων των παθητικών στερεοφωνικών καμερών, έχουν προκύψει τεχνικές ενεργητικής στερεοφωνικής όρασης.
 
Η τεχνολογία ενεργού στερεοφωνικής όρασης χρησιμοποιεί έναν προβολέα με υπέρυθρο μοτίβο για να φωτίσει τη σκηνή, γεγονός που βελτιώνει τη λειτουργία σε κακές συνθήκες φωτισμού και όταν οι υφές των αντικειμένων δεν είναι καθαρές. Ωστόσο, δεν έχει τρόπο να παρέχει ένα ευρύ φάσμα (εντός 10) μετρήσεων βάθους και τα δεδομένα που αποκτώνται απαιτούν περαιτέρω επεξεργασία για τον υπολογισμό του βάθους, γεγονός που αυξάνει τον υπολογιστικό φόρτο ενώ επηρεάζει επίσης τη φύση των μετρήσεων σε πραγματικό χρόνο. Εδώ έρχονται στο προσκήνιο τα πλεονεκτήματα της τεχνολογίας LiDAR.

 
Τι είναι η τεχνολογία LiDAR;

Τι σημαίνει το LiDAR;Η τεχνολογία LiDAR, ή Light Detection and Ranging, είναι μια προηγμένη τεχνολογία τηλεπισκόπησης που υπολογίζει την ακριβή απόσταση ενός αντικειμένου εκπέμποντας παλμούς λέιζερ και μετρώντας το χρόνο που χρειάζεται για να ανακλαστούν αυτοί οι παλμοί πίσω από το αντικείμενο-στόχο. Αυτή η προσέγγιση επιτρέπει στον σαρωτή lidar να δημιουργεί λεπτομερή μοντέλα 3D, γνωστά και ως σημειακά σύννεφα, που χαρτογραφούν με ακρίβεια τα περιγράμματα αντικειμένων και περιβαλλόντων. Η τεχνολογία LiDAR λειτουργεί με παρόμοιο τρόπο με το ραντάρ (RADAR), αλλά χρησιμοποιεί λέιζερ αντί για ραδιοκύματα και είναι ικανή να μεταδίδει σήματα λέιζερ με ρυθμό έως και 160.000 φορές το δευτερόλεπτο, επιτρέποντας γρήγορη και ακριβή στόχευση αντικειμένων. επιτρέπουν γρήγορες, ακριβείς μετρήσεις των αντικειμένων-στόχων.
Ο τύπος για τον υπολογισμό της απόστασης ενός αντικειμένου έχει ως εξής:

Απόσταση αντικειμένου = (Ταχύτητα φωτός x Χρόνος πτήσης) / 2.

 
Αυτός ο τύπος δείχνει πώς η τεχνολογία LiDAR χρησιμοποιεί την ταχύτητα του φωτός και τον χρόνο πτήσης των παλμών φωτός για τον υπολογισμό της απόστασης, εξασφαλίζοντας εξαιρετικά ακριβείς και αξιόπιστες μετρήσεις.

 
Δύο κύριοι τύποι τεχνολογίας LiDAR

Τα συστήματα LiDAR κατηγοριοποιούνται σε δύο κύριους τύπους με βάση τη λειτουργία τους: αερομεταφερόμενη σάρωση πράσινου φωτός και επίγεια LiDAR.

 
Αερομεταφερόμενο LiDAR

Αερομεταφερόμενοι αισθητήρες τεχνολογίας 3D lidar, συνήθως τοποθετημένοι σε drones ή ελικόπτερα, εκπέμπουν παλμούς φωτός στο έδαφος και συλλαμβάνουν τους παλμούς επιστροφής για να μετρήσουν με ακρίβεια την απόσταση. Αυτή η τεχνολογία μπορεί να υποδιαιρεθεί σε τοπολογικό LIDAR, το οποίο χρησιμοποιείται για τη χαρτογράφηση της επιφάνειας της γης, και βαθυμετρικό LIDAR, το οποίο χρησιμοποιεί πράσινο φως για να διεισδύσει στο θαλασσινό νερό και να μετρήσει την ανύψωση του πυθμένα και των κοιτών των ποταμών.

 
Γη Lidar

Τα χερσαία συστήματα LIDAR τοποθετούνται σε οχήματα εδάφους ή σταθερούς τρίποδες και χρησιμοποιούνται για τη χαρτογράφηση φυσικών χαρακτηριστικών κτιρίων και την παρακολούθηση αυτοκινητοδρόμων. Αυτά τα συστήματα είναι επίσης πολύτιμα για τη δημιουργία ακριβών 3D μοντέλων ιστορικών χώρων. Ο σαρωτής lidar εδάφους μπορεί να κατηγοριοποιηθεί σε κινητό LiDAR για κινούμενα οχήματα και στατικό LiDAR για στατικά οχήματα.

 
Πώς λειτουργούν οι κάμερες LiDAR

Η λειτουργία της τεχνολογίας LiDAR περιλαμβάνει διάφορα βασικά στοιχεία.

1. Πηγή λέιζερ:Εκπέμπει παλμούς λέιζερ σε διάφορα μήκη κύματος, με κοινές πηγές, συμπεριλαμβανομένων λέιζερ γρανάτη αλουμινίου (Nd-YAG) με πρόσμιξη νεοδυμίου. Η τοπογραφική τεχνολογία lidar χρησιμοποιεί συχνά μήκη κύματος 1064nm ή 1550nm για ασφάλεια, ενώ το Bathymetric LiDAR χρησιμοποιεί λέιζερ 532nm για διείσδυση νερού.
2. Σαρωτής και οπτική:Χρησιμοποιεί καθρέφτες εκτροπής για να κατευθύνει τη δέσμη λέιζερ, επιτυγχάνοντας ένα ευρύ οπτικό πεδίο (FoV) και δυνατότητες σάρωσης υψηλής ταχύτητας.
3. Ανιχνευτής:Συλλαμβάνει το ανακλώμενο φως από εμπόδια, συνήθως χρησιμοποιώντας φωτοανιχνευτές στερεάς κατάστασης, όπως φωτοδίοδους χιονοστιβάδας πυριτίου ή φωτοπολλαπλασιαστές. Δέκτης GPS: Στην αερομεταφερόμενη λειτουργία, ο δέκτης GPS είναι δέκτης GPS.
4. Δέκτης GPS:Στα αερομεταφερόμενα συστήματα, παρακολουθεί το υψόμετρο και τη θέση του αεροσκάφους, ζωτικής σημασίας για ακριβείς μετρήσεις υψομέτρου εδάφους. 
5. Αδρανειακή μονάδα μέτρησης (IMU):Παρακολουθεί την ταχύτητα και τον προσανατολισμό του οχήματος, εξασφαλίζοντας την ακριβή τοποθέτηση των παλμών λέιζερ στο έδαφος.

 
Σημαντικές εφαρμογές της τεχνολογίας LiDAR

Τι είναι η εφαρμογή Lidar;Η κατανόηση της λειτουργίας των αισθητήρων LiDAR είναι απαραίτητη, αλλά οι πραγματικές εφαρμογές τους είναι εκεί όπου η τεχνολογία λάμπει πραγματικά.
 
1. Αυτόνομα οχήματα και εξοπλισμός:Αυτόνομα μηχανήματα, όπως drones, αυτόνομα τρακτέρ και ρομποτικοί βραχίονες, βασίζονται σε 3Dοζίδιο κάμερας ανίχνευσης βάθουςγια την ανίχνευση εμποδίων, τον εντοπισμό και τη χρήση παλμών λέιζερ στο έδαφος. Οι αισθητήρες LiDAR παρέχουν περιστρεφόμενη δέσμη λέιζερ 360 μοιρών, προσφέροντας μια ολοκληρωμένη εικόνα για αποφυγή εμποδίων και χειρισμό αντικειμένων. Οι αισθητήρες LiDAR παρέχουν περιστρεφόμενη δέσμη λέιζερ 360 μοιρών, προσφέροντας ολοκληρωμένη εικόνα για αποφυγή εμποδίων και πρόληψη συγκρούσεων. Η παραγωγή εκατομμυρίων σημείων δεδομένων σε πραγματικό χρόνο επιτρέπει τη δημιουργία λεπτομερών χαρτών του περιβάλλοντος, επιτρέποντας την ασφαλή πλοήγηση σε διάφορες καιρικές συνθήκες και συνθήκες φωτισμού. 

 
2. Αυτόνομα κινητά ρομπότ (AMR):Οι AMR αποτελούν αναπόσπαστο μέρος της λειτουργίας των εγκαταστάσεων παραγωγής, των αποθηκών, των καταστημάτων λιανικής πώλησης και των κέντρων διανομής, χειρίζοντας εργασίες όπως η συλλογή αντικειμένων και η διανομή αγαθών. Οι AMR αποτελούν αναπόσπαστο μέρος της λειτουργίας των εγκαταστάσεων παραγωγής, των αποθηκών, των καταστημάτων λιανικής πώλησης και των κέντρων διανομής, χειρίζοντας εργασίες όπως η συλλογή αντικειμένων, η μεταφορά και η διαλογή χωρίς άμεση ανθρώπινη επίβλεψη. AMRs, καθώς απαιτούν ελάχιστη επεξεργασία για την ανίχνευση αντικειμένων και τη δημιουργία χαρτών, καθιστώντας τα ιδανική λύση για αυτές τις εφαρμογές.

 
Η έλευση των τεχνολογιών ανίχνευσης βάθους 3D

Η έλευση των τεχνολογιών ανίχνευσης βάθους 3D, ιδιαίτερα του LiDAR, έχει φέρει επανάσταση στον τρόπο που αντιλαμβανόμαστε και αλληλεπιδρούμε με το περιβάλλον μας. Από την ενίσχυση των δυνατοτήτων των αυτόνομων οχημάτων έως τον εξορθολογισμό των λειτουργιών σε βιομηχανικά περιβάλλοντα, ο αντίκτυπος του LiDAR είναι εκτεταμένος. Οι τεχνολογίες συνεχίζουν να εξελίσσονται, οι εφαρμογές τους θα επεκταθούν, ενσωματώνοντας περαιτέρω στην καθημερινή μας ζωή και διαμορφώνοντας το μέλλον της τεχνολογίας.
 
Με περισσότερα από 14 χρόνια εμπειρίας στον τομέα της ενσωματωμένης όρασης,Σινοβίντδεσμεύεται να βοηθήσει τους πελάτες μας να παρέχουν τις σωστές μονάδες κάμερας που θα ενσωματωθούν στα προϊόντα τους και έχουμε συνεργαστεί με αρκετές εταιρείες drone και ρομποτικής για την ενσωμάτωσηΟι κάμερες βάθους μαςστα προϊόντα τους. Εάν ενδιαφέρεστε, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μας.