فناوری LiDAR چیست؟چگونه به اندازه گیری عمق کمک می کند؟

فناوری سنجش یک فناوری کلیدی برای سیستم های بینایی تعبیه شده است و با پیشرفت علم و فناوری، فناوری های پیشرفته تر و پیشرفته تری در زمینه فناوری سنجش عمق سه بعدی پدیدار شده اند، از جمله تشخیص نور و محدوده (LiDAR)، دید استریو و زمان پرواز (ToF). این فناوری ها نقش مهمی در صنایعی مانند رانندگی خودران و اتوماسیون کارخانه دارند. ما در موردماژول دوربین ToFاوایل.
 
فناوری Lidar یک راه حل سنجش عمق سه بعدی با دقت بالا است که مزایای زیادی را از نظر دقت اندازه گیری، برد و سرعت ارائه می دهد. مدل های سه بعدی اجسام و محیط ها، که به عنوان ابرهای نقطه ای نیز شناخته می شوند، با شلیک پالس های لیزری و اندازه گیری زمان لازم برای بازتاب آنها ایجاد می شوند. این فناوری نه تنها ایمنی وسایل نقلیه خودران را بهبود بخشیده است، بلکه در زمینه هایی مانند نقشه برداری جغرافیایی، مدل سازی ساختمان و نظارت بر محیط زیست نیز کاربرد زیادی از خود نشان داده است.

 
تاریخچه تکاملی فناوری سنجش عمق سه بعدی

فناوری سنجش عمق سه بعدی برای اولین بار از فناوری دوربین استریو غیرفعال سرچشمه گرفت. این فناوری با محاسبه اختلاف پیکسل بین دو حسگر که پشت سر هم کار می کنند، به درک عمق دست می یابد. در حالی که بسیار کاربردی بود، اما همچنان تابع آن بودنور کمشرایط و به شدت به بافت اشیاء در صحنه متکی بود. برای رفع کاستی های دوربین های استریو غیرفعال، تکنیک های دید استریو فعال پدیدار شده است.
 
فناوری دید استریو فعال از یک پروژکتور طرح مادون قرمز برای روشن کردن صحنه استفاده می کند که عملکرد را در شرایط نوری ضعیف و زمانی که بافت های شی واضح نیستند بهبود می بخشد. با این حال، هیچ راهی برای ارائه طیف گسترده ای (در 10) اندازه گیری عمق ندارد و داده های به دست آمده برای محاسبه عمق نیاز به پردازش بیشتری دارند، که بار محاسباتی را افزایش می دهد و در عین حال بر ماهیت زمان واقعی اندازه گیری ها نیز تأثیر می گذارد. اینجاست که مزایای فناوری LiDAR به منصه ظهور می رسد.

 
فناوری LiDAR چیست؟

LiDAR مخفف چیست؟فناوری LiDAR یا تشخیص نور و محدوده، یک فناوری پیشرفته سنجش از دور است که با انتشار پالس های لیزری و اندازه گیری زمان لازم برای بازتاب آن پالس ها از جسم هدف، فاصله دقیق یک جسم را محاسبه می کند. این رویکرد به اسکنر لیدار اجازه می دهد تا مدل های سه بعدی دقیقی ایجاد کند که به عنوان ابرهای نقطه ای نیز شناخته می شوند و خطوط اشیاء و محیط ها را به طور دقیق ترسیم می کنند. فناوری LiDAR به روشی مشابه رادار (RADAR) عمل می کند، اما به جای امواج رادیویی از لیزر استفاده می کند و قادر به انتقال سیگنال های لیزری با سرعت 160000 بار در ثانیه است که امکان هدف گیری سریع و دقیق اجسام را فراهم می کند. اندازه گیری سریع و دقیق اشیاء هدف را فعال کنید.
فرمول محاسبه فاصله یک جسم به شرح زیر است:

فاصله جسم = (سرعت نور x زمان پرواز) / 2.

 
این فرمول نشان می دهد که چگونه فناوری LiDAR از سرعت نور و زمان پرواز پالس های نور برای محاسبه فاصله استفاده می کند و اندازه گیری های بسیار دقیق و قابل اعتماد را تضمین می کند.

 
دو نوع اصلی فناوری LiDAR

سیستم های LiDAR بر اساس عملکردشان به دو نوع اصلی طبقه بندی می شوند: اسکن نور سبز هوابرد و LiDAR زمینی.

 
LiDAR هوابرد

سنسورهای فناوری لیدار سه بعدی هوابرد که معمولا بر روی هواپیماهای بدون سرنشین یا هلیکوپتر نصب می شوند، پالس های نوری را به زمین ساطع می کنند و پالس های برگشتی را برای اندازه گیری دقیق فاصله ضبط می کنند. این فناوری را می توان به LIDAR توپولوژیکی که برای نقشه برداری از سطح زمین استفاده می شود و LIDAR عمق سنجی که از نور سبز برای نفوذ به آب دریا و اندازه گیری ارتفاع بستر دریا و بستر رودخانه استفاده می کند، تقسیم کرد.

 
لیدار زمین

سیستم های Land LIDAR بر روی وسایل نقلیه زمینی یا سه پایه های ثابت نصب می شوند و برای نقشه برداری از ویژگی های طبیعی ساختمان ها و نظارت بر بزرگراه ها استفاده می شوند. این سیستم ها همچنین برای ایجاد مدل های سه بعدی دقیق از مکان های تاریخی ارزشمند هستند. اسکنر لیدار زمین را می توان به LiDAR متحرک برای وسایل نقلیه متحرک و LiDAR استاتیک برای وسایل نقلیه ثابت طبقه بندی کرد.

 
دوربین های LiDAR چگونه کار می کنند

عملکرد فناوری LiDAR شامل چندین جزء کلیدی است.

1. منبع لیزر:پالس های لیزری را در طول موج های مختلف ساطع می کند، با منابع مشترک از جمله لیزرهای گارنت آلومینیومی ایتریوم دوپ شده با نئودیمیم (Nd-YAG). فناوری لیدار توپوگرافی اغلب از طول موج های 1064 نانومتر یا 1550 نانومتر برای ایمنی استفاده می کند، در حالی که LiDAR باتیمتری از لیزرهای 532 نانومتری برای نفوذ آب استفاده می کند.
2. اسکنر و اپتیک:از آینه های منحرف کننده برای هدایت پرتو لیزر استفاده می کند و به میدان دید گسترده (FoV) و قابلیت های اسکن با سرعت بالا دست می یابد.
3. آشکارساز:نور منعکس شده را از موانع می گیرد، معمولا با استفاده از آشکارسازهای نوری حالت جامد مانند فتودیودهای بهمن سیلیکونی یا فتومولتی پلایر ها. گیرنده GPS: در حالت هوابرد، گیرنده GPS یک گیرنده GPS است.
4. گیرنده GPS:در سیستم های هوابرد، ارتفاع و موقعیت هواپیما را ردیابی می کند که برای اندازه گیری دقیق ارتفاع زمین بسیار مهم است. 
5. واحد اندازه گیری اینرسی (IMU):سرعت و جهت خودرو را کنترل می کند و از موقعیت دقیق پالس های لیزر روی زمین اطمینان حاصل می کند.

 
کاربردهای عمده فناوری LiDAR

کاربرد LiDAR چیست؟درک عملکرد حسگرهای LiDAR ضروری است، اما کاربردهای دنیای واقعی آنها جایی است که فناوری واقعا می درخشد.
 
1. وسایل نقلیه و تجهیزات خودران:ماشین آلات خودمختار مانند هواپیماهای بدون سرنشین، تراکتورهای خودمختار و بازوهای رباتیک، به سه بعدی متکی هستندگره دوربین سنجش عمقبرای تشخیص موانع، محلی سازی و استفاده از پالس های لیزری روی زمین. سنسورهای LiDAR یک پرتو لیزر چرخان 360 درجه ارائه می دهند که نمای جامعی را برای اجتناب از موانع و دستکاری اشیاء ارائه می دهد. سنسورهای LiDAR یک پرتو لیزر چرخان 360 درجه ارائه می دهند که نمای جامعی را برای اجتناب از موانع و جلوگیری از برخورد ارائه می دهند. تولید بلادرنگ میلیون ها نقطه داده امکان ایجاد نقشه های دقیق از محیط اطراف را فراهم می کند و امکان ناوبری ایمن در شرایط مختلف آب و هوایی و نوری را فراهم می کند. 

 
2. ربات های متحرک خودمختار (AMR):AMR ها برای بهره برداری از تأسیسات تولیدی، انبارها، فروشگاه های خرده فروشی و مراکز توزیع جدایی ناپذیر هستند و وظایفی مانند انتخاب اقلام و توزیع کالا را انجام می دهند. AMR ها برای بهره برداری از تأسیسات تولیدی، انبارها، فروشگاه های خرده فروشی و مراکز توزیع جدایی ناپذیر هستند و وظایفی مانند انتخاب اقلام، حمل و نقل و مرتب سازی را بدون نظارت مستقیم انسان انجام می دهند. AMR ها، زیرا برای تشخیص اشیاء و ایجاد نقشه به حداقل پردازش نیاز دارند، و آنها را به یک راه حل ایده آل برای این برنامه ها تبدیل می کند.

 
ظهور فناوری های سنجش عمق سه بعدی

ظهور فناوری های سنجش عمق سه بعدی، به ویژه LiDAR، نحوه درک و تعامل ما با محیط خود را متحول کرده است. از افزایش قابلیت های وسایل نقلیه خودران گرفته تا ساده سازی عملیات در محیط های صنعتی، تأثیر LiDAR گسترده است. فناوری ها به تکامل خود ادامه می دهند، کاربردهای آنها فقط گسترش می یابد و بیشتر در زندگی روزمره ما ادغام می شود و آینده فناوری را شکل می دهد.
 
با بیش از 14 سال تجربه در زمینه بینایی تعبیه شده،سینوسینمتعهد به کمک به مشتریان خود در ارائه ماژول های دوربین مناسب برای ادغام در محصولات خود است و ما با تعدادی از شرکت های هواپیماهای بدون سرنشین و رباتیک برای ادغام کار کرده ایمدوربین های عمق سنج مابه محصولات خود برسانند. اگر علاقه مند هستید، لطفا با ما تماس بگیرید.