Mi az a LiDAR technológia?Hogyan segít a mélységmérésben?

Az érzékelési technológia kulcsfontosságú technológia a beágyazott látórendszerek számára, és a tudomány és a technológia fejlődésével egyre fejlettebb technológiák jelentek meg a 3D mélységérzékelő technológia területén, beleértve, de nem kizárólagosan a fényérzékelést és távolságmérést (LiDAR), a sztereó látást és a repülési időt (ToF). Ezek a technológiák szerves szerepet játszanak az olyan iparágakban, mint az autonóm vezetés és a gyárautomatizálás. Megtudtuk aToF kamera modulkorábbi.
 
A lidar technológia egy nagy pontosságú 3D mélységérzékelő megoldás, amely nagy előnyöket kínál a mérési pontosság, a hatótávolság és a sebesség tekintetében. Az objektumok és környezetek 3D-s modelljeit, más néven pontfelhőket lézerimpulzusok kilövésével és a visszaverődésükhöz szükséges idő mérésével hozzák létre. Ez a technológia nemcsak az önvezető járművek biztonságát javította, hanem nagy hasznosságot mutatott olyan területeken is, mint a földrajzi térképezés, az épületmodellezés és a környezeti megfigyelés.

 
A 3D mélységérzékelő technológia evolúciós története

A 3D mélységérzékelő technológia először a passzív sztereó kamera technológiából származik. Ez a technológia úgy éri el a mélységérzékelést, hogy kiszámítja a két párhuzamosan működő érzékelő közötti pixelkülönbséget. Bár nagyon praktikus volt, mégisgyenge fényviszonyok közöttkörülmények között, és nagymértékben támaszkodott a jelenetben lévő tárgyak textúrájára. A passzív sztereó kamerák hiányosságainak kiküszöbölésére aktív sztereó látási technikák jelentek meg.
 
Az aktív sztereó látástechnológia infravörös mintás projektort használ a jelenet megvilágítására, ami javítja a működést rossz fényviszonyok között és amikor a tárgytextúrák nem tiszták. A mélységmérések széles tartományát (10-en belül) azonban nem tudja biztosítani, és a megszerzett adatok további feldolgozást igényelnek a mélység kiszámításához, ami növeli a számítási terhelést, miközben befolyásolja a mérések valós idejű jellegét is. Itt kerülnek előtérbe a LiDAR technológia előnyei.

 
Mi az a LiDAR technológia?

Mit jelent a LiDAR technológia, vagy a Light Detection and Ranging, egy fejlett távérzékelési technológia, amely lézerimpulzusok kibocsátásával és az impulzusok célobjektumról való visszaverődéséhez szükséges idő mérésével kiszámítja egy tárgy pontos távolságát. Ez a megközelítés lehetővé teszi a lidar szkenner számára, hogy részletes 3D modelleket, más néven pontfelhőket hozzon létre, amelyek pontosan leképezik az objektumok és környezetek kontúrjait. A LiDAR technológia hasonló módon működik, mint a radar (RADAR), de rádióhullámok helyett lézereket használ, és képes másodpercenként akár 160 000-szer lézerjeleket továbbítani, lehetővé téve az objektumok gyors és pontos célzását. Lehetővé teszi a célobjektumok gyors és pontos mérését.
Az objektum távolságának kiszámítására szolgáló képlet a következő:

Tárgy távolsága = (fénysebesség x repülési idő) / 2.

 
Ez a képlet bemutatja, hogy a LiDAR technológia hogyan használja fel a fénysebességet és a fényimpulzusok repülési idejét a távolság kiszámításához, biztosítva a rendkívül pontos és megbízható méréseket.

 
A LiDAR technológia két fő típusa

A LiDAR rendszereket funkciójuk alapján két fő típusba sorolják: levegőben lévő zöld fény szkennelés és földi telepítésű LiDAR.

 
Légi LiDAR

A légi 3D lidar technológiai érzékelők, amelyeket általában drónokra vagy helikopterekre szerelnek fel, fényimpulzusokat bocsátanak ki a földre, és rögzítik a visszatérő impulzusokat a távolság pontos méréséhez. Ez a technológia felosztható topológiai LIDAR-ra, amelyet a földfelszín feltérképezésére használnak, és batimetrikus LIDAR-ra, amely zöld fényt használ a tengervízbe való behatoláshoz és a tengerfenék és a folyómedrek magasságának méréséhez.

 
Land Lidar

A szárazföldi LIDAR rendszereket földi járművekre vagy rögzített állványokra szerelik fel, és az épületek természeti adottságainak feltérképezésére és az autópályák felügyeletére használják. Ezek a rendszerek értékesek a történelmi helyszínek pontos 3D-s modelljeinek létrehozásához is. A szárazföldi lidar szkenner kategorizálható mobil LiDAR-ba mozgó járművekhez és statikus LiDAR-hoz álló járművekhez.

 
A LiDAR kamerák működése

A LiDAR technológia működése több kulcsfontosságú összetevőből áll.

1. Lézerforrás:Különböző hullámhosszakon bocsát ki lézerimpulzusokat, olyan gyakori forrásokkal, mint a neodímiummal adalékolt ittrium-alumíniumgránát (Nd-YAG) lézerek. A topográfiai lidar technológia gyakran 1064 nm-es vagy 1550 nm-es hullámhosszakat használ a biztonság érdekében, míg a Bathymetric LiDAR 532 nm-es lézereket használ a víz behatolásához.
2. Szkenner és optika:Terelő tükröket használ a lézersugár irányítására, széles látómezőt (FoV) és nagy sebességű szkennelési képességeket érve el.
3. Detektor:Rögzíti az akadályokról visszavert fényt, jellemzően szilárdtest fotodetektorokkal, például szilíciumlavina fotodiódákkal vagy fotosokszorozókkal. GPS-vevő: Légi üzemmódban a GPS-vevő GPS-vevő.
4. GPS vevő:A légi rendszerekben nyomon követi a repülőgép magasságát és helyét, ami elengedhetetlen a pontos terepmagasság-mérésekhez. 
5. Inerciális mérőegység (IMU):Figyeli a jármű sebességét és tájolását, biztosítva a lézerimpulzusok pontos pozicionálását a földön.

 
A LiDAR technológia főbb alkalmazásai

Mi az a LiDAR alkalmazás?A LiDAR érzékelők működésének megértése elengedhetetlen, de a technológia a valós alkalmazásokban ragyog igazán.
 
1. Önvezető járművek és berendezések:Az autonóm gépek, például a drónok, az autonóm traktorok és a robotkarok a 3D-re támaszkodnakmélységérzékelő kameracsomóakadályok észlelésére, lokalizálására és lézerimpulzusok használatára a földön. A LiDAR érzékelők 360 fokban forgó lézersugarat biztosítanak, átfogó képet nyújtva az akadályok elkerüléséhez és a tárgyak manipulálásához. A LiDAR érzékelők 360 fokban forgó lézersugarat biztosítanak, átfogó képet nyújtva az akadályok elkerüléséhez és az ütközések megelőzéséhez. A több millió adatpont valós idejű generálása lehetővé teszi a környezet részletes térképeinek létrehozását, lehetővé téve a biztonságos navigációt különböző időjárási és fényviszonyok között. 

 
2. Autonóm mobil robotok (AMR):Az AMR-ek szerves részét képezik a gyártólétesítmények, raktárak, kiskereskedelmi üzletek és elosztóközpontok működésének, valamint az olyan feladatok kezelésének, mint a cikkek komissiózása és az áruk elosztása. Az AMR-ek szerves részét képezik a gyártólétesítmények, raktárak, kiskereskedelmi üzletek és elosztóközpontok működésének, és közvetlen emberi felügyelet nélkül kezelik az olyan feladatokat, mint a cikkek komissiózása, szállítása és válogatása. AMR-ek, mivel minimális feldolgozást igényelnek az objektumészleléshez és a térképek létrehozásához, így ideális megoldást jelentenek ezekhez az alkalmazásokhoz.

 
A 3D mélységérzékelő technológiák megjelenése

A 3D mélységérzékelő technológiák, különösen a LiDAR megjelenése forradalmasította a környezetünk észlelésének és a környezettel való interakciónak a módját. Az autonóm járművek képességeinek fejlesztésétől az ipari környezetben végzett műveletek racionalizálásáig a LiDAR hatása messzemenő. A technológiák folyamatosan fejlődnek, alkalmazásuk csak bővülni fog, tovább integrálódik mindennapi életünkbe és alakítja a technológia jövőjét.
 
Több mint 14 éves tapasztalattal rendelkezik a beágyazott látás területén,Szinoseenelkötelezett amellett, hogy segítse ügyfeleinket a termékeikbe integrálható megfelelő kameramodulok biztosításában, és számos drón- és robotikai vállalattal dolgoztunk együtt az integráció érdekébenMélységi kameráinktermékükbe. Ha felkeltettük érdeklődését, forduljon hozzánk bizalommal.