¿Qué es la tecnología LiDAR?¿Cómo ayuda en la medición de profundidad?

La tecnología de detección es una tecnología clave para los sistemas de visión integrados, y con el avance de la ciencia y la tecnología, han surgido tecnologías cada vez más avanzadas en el campo de la tecnología de detección de profundidad 3D, incluyendo pero no limitado a detección de luz y alcance (LiDAR), visión estéreo y tiempo de vu Estas tecnologías desempeñan un papel fundamental en industrias como la conducción autónoma y la automatización de fábricas.Modulo de cámara ToF- ¿Qué pasa?
 
La tecnología lidar es una solución de detección de profundidad 3D de alta precisión que ofrece grandes ventajas en términos de precisión, alcance y velocidad de medición. Los modelos 3D de objetos y ambientes, también conocidos como nubes puntuales, se crean disparando pulsos láser y midiendo el tiempo que tardan en reflejarse. Esta tecnología no sólo ha mejorado la seguridad de los vehículos autónomos, sino que también ha demostrado una gran utilidad en áreas como el cartografía geográfica, el modelado de edificios y el monitoreo ambiental.

 
Historia evolutiva de la tecnología de detección de profundidad 3D

La tecnología de detección de profundidad 3D se originó primero de la tecnología de cámara estéreo pasiva. Esta tecnología logra la percepción de profundidad calculando la diferencia de píxeles entre dos sensores que trabajan en tándem. Aunque era muy práctico, todavía estaba sujeto acon poca luzcondiciones y se basó en gran medida en la textura de los objetos en la escena. Para abordar las deficiencias de las cámaras estéreo pasivas, han surgido técnicas de visión estéreo activa.
 
La tecnología de visión estéreo activa utiliza un proyector con patrones infrarrojos para iluminar la escena, lo que mejora el funcionamiento en condiciones de poca iluminación y cuando las texturas de los objetos no son claras. Sin embargo, no tiene forma de proporcionar una amplia gama (dentro de 10) de mediciones de profundidad, y los datos adquiridos requieren un procesamiento adicional para calcular la profundidad, lo que aumenta la carga computacional al tiempo que afecta la naturaleza en tiempo real de las mediciones. Aquí es donde las ventajas de la tecnología LiDAR se destacan.

 
¿Qué es la tecnología LiDAR?

¿Qué significa lidar? La tecnología LiDAR, o Detección y Distanciamiento de Luz, es una tecnología avanzada de teledetección que calcula la distancia precisa de un objeto mediante la emisión de pulsos láser y la medición del tiempo que tarda ese pulso en reflejarse desde el objeto objetivo. Este enfoque permite que el escáner de lidar cree modelos 3D detallados, también conocidos como nubes de puntos, que mapean con precisión los contornos de objetos y entornos. La tecnología LiDAR funciona de manera similar al radar (RADAR), pero utiliza láseres en lugar de ondas de radio, y es capaz de transmitir
La fórmula para calcular la distancia de un objeto es la siguiente:

Distancia del objeto = (Velocidad de la luz x Tiempo de vuelo) / 2.

 
Esta fórmula ilustra cómo la tecnología LiDAR utiliza la velocidad de la luz y el tiempo de vuelo de los pulsos de luz para calcular la distancia, lo que garantiza mediciones muy precisas y confiables.

 
Dos tipos principales de tecnología LiDAR

Los sistemas LiDAR se clasifican en dos tipos principales en función de su función: escaneo de luz verde en el aire y LiDAR basado en tierra.

 
LiDAR en el aire

Los sensores de tecnología lidar 3D aerotransportados, generalmente montados en drones o helicópteros, emiten pulsos de luz al suelo y capturan los pulsos de retorno para medir con precisión la distancia. Esta tecnología se puede subdividir en LIDAR topológico, que se utiliza para mapear la superficie de la tierra, y LIDAR batímétrico, que utiliza luz verde para penetrar el agua de mar y medir la elevación del fondo marino y los lechos de los ríos.

 
Lidar de tierra

Los sistemas LIDAR terrestres se instalan en vehículos terrestres o trípodes fijos y se utilizan para mapear las características naturales de los edificios y monitorear las carreteras. Estos sistemas también son valiosos para crear modelos 3D precisos de sitios históricos. El escáner de lidar terrestre se puede clasificar en LiDAR móvil para vehículos en movimiento y LiDAR estático para vehículos estacionarios.

 
Cómo funcionan las cámaras LiDAR

El funcionamiento de la tecnología LiDAR incluye varios componentes clave.

1. Fuente del láser:Emite pulsos láser a varias longitudes de onda, con fuentes comunes que incluyen láseres de granate de aluminio ytrío (Nd-YAG) dopados con neodimio. La tecnología de lidar topográfico a menudo utiliza longitudes de onda de 1064nm o 1550nm para la seguridad, mientras que el LiDAR batímetrico emplea láseres de 532nm para la penetración del agua.
2. Escaner y óptica:Utiliza espejos desviadores para dirigir el haz láser, logrando un amplio campo de visión (FoV) y capacidades de escaneo de alta velocidad.
3. Detector:Captura la luz reflejada de los obstáculos, típicamente utilizando fotodetectores de estado sólido como fotodiodos de avalancha de silicio o fotomultipliers. Receptor GPS: en el modo aerotransportado, el receptor GPS es un receptor GPS.
4. Receptor GPS:En los sistemas aerotransportados, rastrea la altitud y la ubicación de la aeronave, crucial para mediciones precisas de la elevación del terreno.
5. Unidad de medición inercial (IMU):Monitoriza la velocidad y la orientación del vehículo, asegurando el posicionamiento preciso de los pulsos láser en el suelo.

 
Principales aplicaciones de la tecnología LiDAR

¿Qué es la aplicación de lidar?Es esencial comprender el funcionamiento de los sensores LiDAR, pero sus aplicaciones en el mundo real son donde la tecnología realmente brilla.
 
1. el derecho de voto. Vehículos y equipos autónomos:Las máquinas autónomas, como los drones, los tractores autónomos y los brazos robóticos, dependen de la tecnología 3DNódulo de cámara de detección de profundidadpara la detección de obstáculos, localización y uso de pulsos láser en tierra. Los sensores LiDAR proporcionan un haz láser que gira 360 grados, ofreciendo una visión completa para evitar obstáculos y manipular objetos. Los sensores LiDAR proporcionan un haz láser que gira 360 grados, ofreciendo una visión completa para evitar obstáculos y prevenir colisiones. La generación en tiempo real de millones de puntos de datos permite la creación de mapas detallados de los alrededores, lo que permite una navegación segura en diversas condiciones meteorológicas y de iluminación.

 
2. el trabajo. Robots móviles autónomos (AMR):Los AMR son parte integral de la operación de instalaciones de fabricación, almacenes, tiendas minoristas y centros de distribución, manejando tareas como la selección de artículos y la distribución de bienes. Los AMR son parte integral de la operación de instalaciones de fabricación, almacenes, tiendas minoristas y centros de distribución, manejando tareas como la selección de artículos, el transporte y la clasificación sin supervisión humana directa. Las RMA, ya que requieren un procesamiento mínimo para la detección de objetos y la creación de mapas, lo que las convierte en una solución ideal para estas aplicaciones.

 
El advenimiento de las tecnologías de detección de profundidad 3D

La llegada de las tecnologías de detección de profundidad 3D, particularmente LiDAR, ha revolucionado la forma en que percibimos e interactuamos con nuestro entorno. Desde mejorar las capacidades de los vehículos autónomos hasta agilizar las operaciones en entornos industriales, el impacto de LiDAR es de largo alcance. Las tecnologías continúan evolucionando, sus aplicaciones solo se expandirán, integrándose aún más en nuestra vida cotidiana y dando forma al futuro de la tecnología.
 
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