Wat is LiDAR-technologie?Hoe helpt het bij dieptemetingen?

Sensing-technologie is een sleuteltechnologie voor ingebedde vision-systemen, en met de vooruitgang van wetenschap en technologie zijn er steeds meer geavanceerde technologieën ontstaan op het gebied van 3D-dieptedetectietechnologie, inclusief maar niet beperkt tot Light Detection and Ranging (LiDAR), Stereo Vision en Time of Flight (ToF). Deze technologieën spelen een integrale rol in industrieën zoals autonoom rijden en fabrieksautomatisering. We leerden over deToF camera moduleeerder.
 
lidar-technologie is een uiterst nauwkeurige 3D-dieptedetectieoplossing die grote voordelen biedt op het gebied van meetnauwkeurigheid, bereik en snelheid. 3D-modellen van objecten en omgevingen, ook wel puntenwolken genoemd, worden gemaakt door laserpulsen af te vuren en de tijd te meten die ze nodig hebben om terug te kaatsen. Deze technologie heeft niet alleen de veiligheid van zelfrijdende voertuigen verbeterd, maar heeft ook grote bruikbaarheid getoond op gebieden zoals geomapping, gebouwmodellering en milieumonitoring.

 
Evolutionaire geschiedenis van 3D-dieptedetectietechnologie

3D-dieptedetectietechnologie is voor het eerst ontstaan uit passieve stereocameratechnologie. Deze technologie bereikt dieptewaarneming door het pixelverschil te berekenen tussen twee sensoren die samen werken. Hoewel het erg praktisch was, was het nog steeds onderhevig aanweinig lichtomstandigheden en leunde sterk op de textuur van objecten in de scène. Om de tekortkomingen van passieve stereocamera's aan te pakken, zijn actieve stereovisietechnieken ontstaan.
 
Actieve stereovisietechnologie maakt gebruik van een projector met infraroodpatroon om de scène te verlichten, wat de werking verbetert bij slechte lichtomstandigheden en wanneer objecttexturen niet duidelijk zijn. Het heeft echter geen manier om een breed scala (binnen 10) dieptemetingen te bieden, en de verkregen gegevens vereisen verdere verwerking om de diepte te berekenen, wat de rekenlast verhoogt en ook de real-time aard van de metingen beïnvloedt. Hier komen de voordelen van de LiDAR-technologie naar voren.

 
Wat is LiDAR-technologie?

LiDAR-technologie, of Light Detection and Ranging, is een geavanceerde teledetectietechnologie die de precieze afstand van een object berekent door laserpulsen uit te zenden en de tijd te meten die nodig is om die pulsen terug te kaatsen van het doelobject. Met deze aanpak kan de lidar-scanner gedetailleerde 3D-modellen maken, ook wel puntenwolken genoemd, die de contouren van objecten en omgevingen nauwkeurig in kaart brengen. LiDAR-technologie werkt op dezelfde manier als radar (RADAR), maar maakt gebruik van lasers in plaats van radiogolven, en is in staat om lasersignalen uit te zenden met een snelheid tot 160.000 keer per seconde, waardoor objecten snel en nauwkeurig kunnen worden gericht. Maak snelle, nauwkeurige metingen van doelobjecten mogelijk.
De formule voor het berekenen van de afstand van een object is als volgt:

Afstand van object = (Lichtsnelheid x Tijd van de vlucht) / 2.

 
Deze formule illustreert hoe LiDAR-technologie de lichtsnelheid en de vluchttijd van lichtpulsen gebruikt om de afstand te berekenen, waardoor zeer nauwkeurige en betrouwbare metingen worden gegarandeerd.

 
Twee hoofdtypen LiDAR-technologie

LiDAR-systemen worden op basis van hun functie onderverdeeld in twee hoofdtypen: scannen met groen licht vanuit de lucht en LiDAR op de grond.

 
LiDAR in de lucht

3D lidar-tech-sensoren in de lucht, meestal gemonteerd op drones of helikopters, zenden lichtpulsen uit naar de grond en vangen de retourpulsen op om de afstand nauwkeurig te meten. Deze technologie kan worden onderverdeeld in topologische LIDAR, die wordt gebruikt om het landoppervlak in kaart te brengen, en bathymetrische LIDAR, die groen licht gebruikt om zeewater binnen te dringen en de hoogte van de zeebodem en rivierbeddingen te meten.

 
Land Lidar

Land LIDAR-systemen worden gemonteerd op grondvoertuigen of vaste statieven en worden gebruikt om natuurlijke kenmerken van gebouwen in kaart te brengen en snelwegen te bewaken. Deze systemen zijn ook waardevol voor het maken van nauwkeurige 3D-modellen van historische locaties. Land lidar-scanner kan worden gecategoriseerd in mobiele LiDAR voor rijdende voertuigen en statische LiDAR voor stilstaande voertuigen.

 
Hoe LiDAR-camera's werken

De werking van LiDAR-technologie omvat verschillende belangrijke componenten.

1. Laser Bron:Zendt laserpulsen uit op verschillende golflengten, met gangbare bronnen, waaronder neodymium-gedoteerde yttrium aluminium granaat (Nd-YAG) lasers. Topografische lidar-technologie gebruikt vaak golflengten van 1064 nm of 1550 nm voor veiligheid, terwijl Bathymetrische LiDAR 532 nm-lasers gebruikt voor waterpenetratie.
2. Scanner en optiek:Maakt gebruik van afbuigende spiegels om de laserstraal te sturen, waardoor een breed gezichtsveld (FoV) en snelle scanmogelijkheden worden bereikt.
3. Detector:Vangt het gereflecteerde licht van obstakels op, meestal met behulp van solid-state fotodetectoren zoals silicium lawinefotodiodes of fotovermenigvuldigers. GPS-ontvanger: In de luchtmodus is de GPS-ontvanger een GPS-ontvanger.
4. GPS-ontvanger:In systemen in de lucht volgt het de hoogte en locatie van het vliegtuig, cruciaal voor nauwkeurige metingen van de terreinhoogte. 
5. Traagheidsmeeteenheid (IMU):Bewaakt de snelheid en oriëntatie van het voertuig en zorgt voor een nauwkeurige positionering van de laserpulsen op de grond.

 
Belangrijke toepassingen van LiDAR-technologie

Het begrijpen van de werking van LiDAR-sensoren is essentieel, maar hun toepassingen in de echte wereld zijn waar de technologie echt uitblinkt.
 
1. Autonome voertuigen en apparatuur:Autonome machines, zoals drones, autonome tractoren en robotarmen, zijn afhankelijk van 3DDieptegevoelige cameraknobbelvoor obstakeldetectie, lokalisatie en het gebruik van laserpulsen op de grond. LiDAR-sensoren bieden een 360 graden roterende laserstraal en bieden een uitgebreid beeld voor het vermijden van obstakels en objectmanipulatie. LiDAR-sensoren bieden een 360 graden roterende laserstraal en bieden een uitgebreid beeld voor het vermijden van obstakels en het voorkomen van botsingen. De real-time generatie van miljoenen datapunten maakt het mogelijk om gedetailleerde kaarten van de omgeving te maken, waardoor veilige navigatie in verschillende weers- en lichtomstandigheden mogelijk is. 

 
2. Autonome mobiele robots (AMR):AMR's zijn een integraal onderdeel van de werking van productiefaciliteiten, magazijnen, winkels en distributiecentra, en behandelen taken zoals het verzamelen van artikelen en de distributie van goederen. AMR's zijn een integraal onderdeel van de werking van productiefaciliteiten, magazijnen, winkels en distributiecentra en voeren taken uit zoals het picken, transporteren en sorteren van artikelen zonder direct menselijk toezicht. AMR's, omdat ze minimale verwerking vereisen voor objectdetectie en het maken van kaarten, waardoor ze een ideale oplossing zijn voor deze toepassingen.

 
De komst van 3D-dieptedetectietechnologieën

De komst van 3D-dieptedetectietechnologieën, met name LiDAR, heeft een revolutie teweeggebracht in de manier waarop we onze omgeving waarnemen en ermee omgaan. Van het verbeteren van de mogelijkheden van autonome voertuigen tot het stroomlijnen van activiteiten in industriële omgevingen, de impact van LiDAR is verstrekkend. Technologieën blijven evolueren, hun toepassingen zullen zich alleen maar uitbreiden, verder integreren in ons dagelijks leven en de toekomst van technologie vormgeven.
 
Met meer dan 14 jaar ervaring op het gebied van embedded vision,Sinoseenzet zich in om onze klanten te helpen de juiste cameramodules te leveren die in hun producten kunnen worden geïntegreerd, en we hebben samengewerkt met een aantal drone- en roboticabedrijven om te integrerenOnze dieptecamera'sin hun producten. Heeft u interesse, neem dan gerust contact met ons op.