LiDAR 기술이란 무엇입니까?깊이 측정에 어떤 도움이 됩니까?

감지 기술은 임베디드 비전 시스템의 핵심 기술이며, 과학 기술의 발전과 함께 LiDAR(Light Detection and Ranging), 스테레오 비전 및 ToF(Time of Flight)를 포함하되 이에 국한되지 않는 3D 깊이 감지 기술 분야에서 점점 더 많은 첨단 기술이 등장하고 있습니다. 이러한 기술은 자율 주행 및 공장 자동화와 같은 산업에서 필수적인 역할을 합니다. 우리는 에 대해 배웠습니다.ToF 카메라 모듈이전.
 
LiDAR 기술은 측정 정확도, 범위 및 속도 측면에서 큰 이점을 제공하는 고정밀 3D 깊이 감지 솔루션입니다. 포인트 클라우드라고도 하는 물체 및 환경의 3D 모델은 레이저 펄스를 발사하고 반사하는 데 걸리는 시간을 측정하여 생성됩니다. 이 기술은 자율 주행 자동차의 안전성을 향상시켰을 뿐만 아니라 지오 매핑, 건물 모델링 및 환경 모니터링과 같은 분야에서도 큰 유용성을 보여주었습니다.

 
3D 심도 감지 기술의 진화 역사

3D 심도 감지 기술은 처음에 패시브 스테레오 카메라 기술에서 시작되었습니다. 이 기술은 나란히 작동하는 두 센서 간의 픽셀 차이를 계산하여 깊이 인식을 달성합니다. 매우 실용적이지만 여전히저조도조건과 장면에 있는 물체의 질감에 크게 의존했습니다. 패시브 스테레오 카메라의 단점을 해결하기 위해 액티브 스테레오 비전 기술이 등장했습니다.
 
액티브 스테레오 비전 기술은 적외선 패턴 프로젝터를 사용하여 장면을 비추므로 열악한 조명 조건과 물체 질감이 명확하지 않을 때 작동을 개선합니다. 그러나 넓은 범위(10개 이내)의 깊이 측정을 제공할 수 있는 방법이 없으며 수집된 데이터는 깊이를 계산하기 위해 추가 처리가 필요하므로 계산 부담이 증가하는 동시에 측정의 실시간 특성에도 영향을 미칩니다. 여기에서 LiDAR 기술의 장점이 부각됩니다.

 
LiDAR 기술이란 무엇입니까?

LiDAR는 무엇을 의미합니까?LiDAR 기술(Light Detection and Ranging)은 레이저 펄스를 방출하여 물체의 정확한 거리를 계산하고 해당 펄스가 대상 물체에서 반사되는 데 걸리는 시간을 측정하는 고급 원격 감지 기술입니다. 이 접근 방식을 통해 라이더 스캐너는 물체와 환경의 윤곽을 정확하게 매핑하는 포인트 클라우드라고도 하는 상세한 3D 모델을 생성할 수 있습니다. LiDAR 기술은 레이더(RADAR)와 유사한 방식으로 작동하지만 전파가 아닌 레이저를 사용하며 초당 최대 160,000회의 속도로 레이저 신호를 전송할 수 있어 물체를 빠르고 정확하게 조준할 수 있습니다. 대상 물체를 빠르고 정확하게 측정할 수 있습니다.
물체의 거리를 계산하는 공식은 다음과 같습니다.

물체까지의 거리 = (빛의 속도 x 비행 시간) / 2.

 
이 공식은 LiDAR 기술이 빛의 속도와 광 펄스의 비행 시간을 활용하여 거리를 계산하여 매우 정확하고 신뢰할 수 있는 측정을 보장하는 방법을 보여줍니다.

 
LiDAR 기술의 두 가지 주요 유형

LiDAR 시스템은 기능에 따라 공중 녹색 광 스캐닝과 지상 기반 LiDAR의 두 가지 주요 유형으로 분류됩니다.

 
공중 LiDAR

일반적으로 드론이나 헬리콥터에 장착되는 공중 3D 라이다 기술 센서는 지면으로 광 펄스를 방출하고 복귀 펄스를 캡처하여 거리를 정확하게 측정합니다. 이 기술은 육지 표면을 매핑하는 데 사용되는 토폴로지 LIDAR와 녹색 빛을 사용하여 해수를 투과하고 해저와 강바닥의 고도를 측정하는 수심 측량 LIDAR로 나눌 수 있습니다.

 
육상 라이더

육상 LIDAR 시스템은 지상 차량 또는 고정 삼각대에 장착되며 건물의 자연 특징을 매핑하고 고속도로를 모니터링하는 데 사용됩니다. 이러한 시스템은 유적지의 정확한 3D 모델을 만드는 데에도 유용합니다. 육상 라이더 스캐너는 이동 차량용 모바일 LiDAR와 고정 차량용 정적 LiDAR로 분류할 수 있습니다.

 
LiDAR 카메라의 작동 방식

LiDAR 기술의 작동에는 몇 가지 주요 구성 요소가 포함됩니다.

1. 레이저 소스:네오디뮴 도핑된 이트륨 알루미늄 가넷(Nd-YAG) 레이저를 포함한 일반적인 소스를 사용하여 다양한 파장에서 레이저 펄스를 방출합니다. 지형 라이다 기술은 안전을 위해 1064nm 또는 1550nm 파장을 사용하는 경우가 많으며, 수심 측정 LiDAR는 물 침투를 위해 532nm 레이저를 사용합니다.
2. 스캐너 및 광학 장치:편향 미러를 사용하여 레이저 빔을 조종하여 넓은 시야(FoV) 및 고속 스캐닝 기능을 달성합니다.
3. 발견자:일반적으로 실리콘 애벌랜치 포토다이오드 또는 광전자 증배관과 같은 고체 상태 광검출기를 사용하여 장애물에서 반사된 빛을 캡처합니다. GPS 수신기: 공중 모드에서 GPS 수신기는 GPS 수신기입니다.
4. GPS 수신기:항공 시스템에서 항공기의 고도와 위치를 추적하여 정확한 지형 고도 측정에 중요합니다. 
5. 관성 측정 장치(IMU):차량의 속도와 방향을 모니터링하여 지면에서 레이저 펄스의 정확한 위치를 보장합니다.

 
LiDAR 기술의 주요 응용 분야

LiDAR 애플리케이션이란 무엇입니까?LiDAR 센서의 작동 방식을 이해하는 것이 필수적이지만, 실제 응용 분야는 이 기술이 진정으로 빛을 발하는 곳입니다.
 
1. 자율 주행 차량 및 장비:드론, 자율 트랙터, 로봇 팔과 같은 자율 기계는 3D에 의존합니다깊이 감지 카메라 노듈장애물 감지, 위치 파악 및 지상에서 레이저 펄스 사용. LiDAR 센서는 360도 회전 레이저 빔을 제공하여 장애물 회피 및 물체 조작을 위한 포괄적인 보기를 제공합니다. LiDAR 센서는 360도 회전하는 레이저 빔을 제공하여 장애물 회피 및 충돌 방지를 위한 포괄적인 보기를 제공합니다. 수백만 개의 데이터 포인트를 실시간으로 생성하여 주변 환경에 대한 상세 지도를 생성할 수 있어 다양한 날씨 및 조명 조건에서 안전한 탐색을 가능하게 합니다. 

 
2. 자율 모바일 로봇(AMR):AMR은 제조 시설, 창고, 소매점 및 유통 센터의 운영에 필수적이며 품목 피킹 및 상품 유통과 같은 작업을 처리합니다. AMR은 제조 시설, 창고, 소매점 및 유통 센터의 운영에 필수적이며 사람의 직접적인 감독 없이 품목 피킹, 운송 및 분류와 같은 작업을 처리합니다. AMR은 물체 감지 및 지도 생성을 위해 최소한의 처리가 필요하기 때문에 이러한 애플리케이션에 이상적인 솔루션입니다.

 
3D 심도 감지 기술의 출현

3D 깊이 감지 기술, 특히 LiDAR의 출현은 우리가 환경을 인식하고 상호 작용하는 방식에 혁명을 일으켰습니다. 자율 주행 차량의 기능 향상에서 산업 환경에서의 운영 간소화에 이르기까지 LiDAR의 영향은 광범위합니다. 기술은 계속 발전하고 있으며 그 응용 분야는 계속 확장되어 일상 생활에 더욱 통합되고 기술의 미래를 형성할 것입니다.
 
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