Hva er LiDAR-teknologi?Hvordan hjelper det med dybdemåling?

Sensing-teknologi er en nøkkelteknologi for innebygde synssystemer, og med fremskritt innen vitenskap og teknologi har det dukket opp flere og mer avanserte teknologier innen 3D-dybdesensorteknologi, inkludert men ikke begrenset til Light Detection and Ranging (LiDAR), Stereo Vision og Time of Flight (ToF). Disse teknologiene spiller en integrert rolle i bransjer som autonom kjøring og fabrikkautomatisering. Vi lærte omToF-kameramodultidligere.
 
lidar-teknologi er en 3D-dybdesensorløsning med høy presisjon som gir store fordeler når det gjelder målenøyaktighet, rekkevidde og hastighet. 3D-modeller av objekter og miljøer, også kjent som punktskyer, lages ved å skyte laserpulser og måle tiden det tar før de reflekteres tilbake. Denne teknologien har ikke bare forbedret sikkerheten til selvkjørende kjøretøy, men har også vist stor nytte på områder som geokartlegging, bygningsmodellering og miljøovervåking.

 
Evolusjonær historie for 3D-dybdesensorteknologi

3D-dybdesensorteknologi stammer først fra passiv stereokamerateknologi. Denne teknologien oppnår dybdeoppfatning ved å beregne pikselforskjellen mellom to sensorer som jobber sammen. Selv om det var veldig praktisk, var det fortsatt underlagtsvakt lysforhold og stolte sterkt på teksturen til objekter i scenen. For å løse manglene ved passive stereokameraer, har aktive stereosynsteknikker dukket opp.
 
Aktiv stereosynsteknologi bruker en infrarød mønstret projektor for å lyse opp scenen, noe som forbedrer driften under dårlige lysforhold og når objektteksturer ikke er klare. Den har imidlertid ingen måte å gi et bredt spekter (innen 10) av dybdemålinger, og de innhentede dataene krever ytterligere behandling for å beregne dybden, noe som øker beregningsbyrden samtidig som det påvirker sanntidskarakteren til målingene. Det er her fordelene med LiDAR-teknologi kommer i forgrunnen.

 
Hva er LiDAR-teknologi?

Hva står lidar for?LiDAR-teknologi, eller Light Detection and Ranging, er en avansert fjernmålingsteknologi som beregner den nøyaktige avstanden til et objekt ved å sende ut laserpulser og måle tiden det tar for disse pulsene å reflekteres tilbake fra målobjektet. Denne tilnærmingen gjør det mulig for lidarskanner å lage detaljerte 3D-modeller, også kjent som punktskyer, som nøyaktig kartlegger konturene til objekter og miljøer. LiDAR-teknologi fungerer på samme måte som radar (RADAR), men bruker lasere i stedet for radiobølger, og er i stand til å overføre lasersignaler med en hastighet på opptil 160 000 ganger per sekund, noe som muliggjør rask og nøyaktig målretting av objekter. Muliggjør raske, nøyaktige målinger av målobjekter.
Formelen for å beregne avstanden til et objekt er som følger:

Avstand til objekt = (lysets hastighet x flytid) / 2.

 
Denne formelen illustrerer hvordan LiDAR-teknologi utnytter lysets hastighet og tidspunktet for lyspulser for å beregne avstanden, noe som sikrer svært nøyaktige og pålitelige målinger.

 
To hovedtyper av LiDAR-teknologi

LiDAR-systemer er kategorisert i to hovedtyper basert på deres funksjon: luftbåren grønt lysskanning og bakkebasert LiDAR.

 
Luftbåren LiDAR

Luftbårne 3D lidar-teknologisensorer, vanligvis montert på droner eller helikoptre, sender ut lyspulser til bakken og fanger opp returpulsene for å måle avstanden nøyaktig. Denne teknologien kan deles inn i topologisk LIDAR, som brukes til å kartlegge landoverflaten, og batymetrisk LIDAR, som bruker grønt lys for å trenge inn i sjøvann og måle høyden på havbunnen og elveleiene.

 
Land Lidar

Land LIDAR-systemer er montert på bakkekjøretøy eller faste stativer og brukes til å kartlegge naturlige trekk ved bygninger og overvåke motorveier. Disse systemene er også verdifulle for å lage nøyaktige 3D-modeller av historiske steder. Land lidar-skanner kan kategoriseres i mobil LiDAR for kjøretøy i bevegelse og statisk LiDAR for stasjonære kjøretøy.

 
Hvordan LiDAR-kameraer fungerer

Driften av LiDAR-teknologi involverer flere nøkkelkomponenter.

1. Laserkilde:Sender ut laserpulser ved forskjellige bølgelengder, med vanlige kilder inkludert neodym-dopet yttriumaluminiumgranat (Nd-YAG) lasere. Topografisk lidarteknologi bruker ofte 1064nm eller 1550nm bølgelengder for sikkerhet, mens batymetrisk LiDAR bruker 532nm lasere for vanninntrengning.
2. Skanner og optikk:Bruker avbøyende speil for å styre laserstrålen, og oppnår et bredt synsfelt (FoV) og høyhastighets skanningsevner.
3. Detektor:Fanger opp det reflekterte lyset fra hindringer, vanligvis ved hjelp av solid-state fotodetektorer som silisiumskredfotodioder eller fotomultiplikatorer. GPS-mottaker: I luftbåren modus er GPS-mottakeren en GPS-mottaker.
4. GPS-mottaker:I luftbårne systemer, sporer høyden og plasseringen av flyet, avgjørende for nøyaktige terrenghøydemålinger. 
5. Treghetsmåleenhet (IMU):Overvåker hastigheten og orienteringen til kjøretøyet, og sikrer nøyaktig plassering av laserpulsene på bakken .

 
Hovedanvendelser av LiDAR-teknologi

Hva er lidar-applikasjon?Det er viktig å forstå hvordan LiDAR-sensorer fungerer, men deres virkelige applikasjoner er der teknologien virkelig skinner.
 
1. Autonome kjøretøy og utstyr:Autonome maskiner, som droner, autonome traktorer og robotarmer, er avhengige av 3DDybdefølende kameraknutefor hindringsdeteksjon, lokalisering og bruk av laserpulser på bakken. LiDAR-sensorer gir en 360-graders roterende laserstråle, som gir en omfattende visning for å unngå hindringer og objektmanipulering. LiDAR-sensorer gir en 360-graders roterende laserstråle, som gir en omfattende visning for å unngå hindringer og forhindre kollisjon. Sanntidsgenerering av millioner av datapunkter gjør det mulig å lage detaljerte kart over omgivelsene, noe som muliggjør sikker navigering under ulike vær- og lysforhold. 

 
2. Autonome mobile roboter (AMR):AMR-er er integrert i driften av produksjonsanlegg, varehus, butikker og distribusjonssentre, og håndterer oppgaver som vareplukking og distribusjon av varer. AMR-er er integrert i driften av produksjonsanlegg, varehus, butikker og distribusjonssentre, og håndterer oppgaver som vareplukking, transport og sortering uten direkte menneskelig tilsyn. AMR-er, siden de krever minimal prosessering for objektdeteksjon og kartoppretting, noe som gjør dem til en ideell løsning for disse applikasjonene.

 
Fremkomsten av 3D-dybdesensorteknologier

Fremkomsten av 3D-dybdesensorteknologier, spesielt LiDAR, har revolusjonert måten vi oppfatter og samhandler med omgivelsene våre på. Fra å forbedre egenskapene til autonome kjøretøy til å effektivisere driften i industrielle omgivelser, er LiDARs innvirkning vidtrekkende. Teknologiene fortsetter å utvikle seg, applikasjonene deres vil bare utvides, integreres ytterligere i hverdagen vår og forme fremtidens teknologi.
 
Med mer enn 14 års erfaring innen innebygd synsfelt,Sinoseener forpliktet til å hjelpe våre kunder med å tilby de riktige kameramodulene som skal integreres i produktene deres, og vi har jobbet med en rekke drone- og robotikkselskaper for å integrereVåre dybdekameraerinn i produktene sine. Hvis du er interessert, er du velkommen til å kontakte oss.