Co to jest technologia LiDAR?W jaki sposób pomaga w pomiarze głębokości?

Technologia wykrywania jest kluczową technologią dla wbudowanych systemów wizyjnych, a wraz z postępem nauki i technologii pojawiło się coraz więcej zaawansowanych technologii w dziedzinie technologii wykrywania głębi 3D, w tym między innymi wykrywanie i określanie odległości światła (LiDAR), widzenie stereoskopowe i czas lotu (ToF). Technologie te odgrywają integralną rolę w branżach takich jak autonomiczna jazda i automatyzacja fabryk. Dowiedzieliśmy się oModuł kamery ToFwcześniej.
 
Technologia lidarowa to wysoce precyzyjne rozwiązanie do wykrywania głębokości 3D, które oferuje ogromne korzyści pod względem dokładności pomiaru, zasięgu i prędkości. Modele 3D obiektów i środowisk, znane również jako chmury punktów, są tworzone poprzez wystrzeliwanie impulsów laserowych i pomiar czasu potrzebnego na ich odbicie. Technologia ta nie tylko poprawiła bezpieczeństwo pojazdów autonomicznych, ale wykazała się również dużą przydatnością w takich dziedzinach, jak geomapowanie, modelowanie budynków i monitorowanie środowiska.

 
Ewolucyjna historia technologii wykrywania głębi 3D

Technologia wykrywania głębi 3D po raz pierwszy wywodzi się z technologii pasywnych kamer stereo. Technologia ta osiąga percepcję głębi poprzez obliczanie różnicy pikseli między dwoma czujnikami pracującymi w tandemie. Chociaż był bardzo praktyczny, nadal podlegałprzy słabym oświetleniuwarunki i w dużej mierze opierały się na teksturze obiektów w scenie. Aby zaradzić niedociągnięciom pasywnych kamer stereoskopowych, pojawiły się techniki aktywnego widzenia stereoskopowego.
 
Technologia aktywnego widzenia stereo wykorzystuje projektor z wzorem podczerwieni do oświetlania sceny, co usprawnia działanie w złych warunkach oświetleniowych i gdy tekstury obiektów nie są wyraźne. Nie ma jednak możliwości zapewnienia szerokiego zakresu (w granicach 10) pomiarów głębokości, a pozyskane dane wymagają dalszego przetwarzania w celu obliczenia głębokości, co zwiększa obciążenie obliczeniowe, a jednocześnie wpływa na charakter pomiarów w czasie rzeczywistym. W tym miejscu na pierwszy plan wysuwają się zalety technologii LiDAR.

 
Co to jest technologia LiDAR?

co oznacza lidar?Technologia LiDAR, czyli Light Detection and Ranging, to zaawansowana technologia teledetekcji, która oblicza dokładną odległość obiektu, emitując impulsy laserowe i mierząc czas potrzebny na odbicie tych impulsów od obiektu docelowego. Takie podejście pozwala skanerowi lidarowemu tworzyć szczegółowe modele 3D, znane również jako chmury punktów, które dokładnie odwzorowują kontury obiektów i środowisk. Technologia LiDAR działa w podobny sposób do radaru (RADAR), ale wykorzystuje lasery, a nie fale radiowe i jest w stanie przesyłać sygnały laserowe z szybkością do 160 000 razy na sekundę, co pozwala na szybkie i dokładne namierzanie obiektów. umożliwiają szybkie i dokładne pomiary obiektów docelowych.
Wzór na obliczenie odległości obiektu jest następujący:

Odległość obiektu = (Prędkość światła x Czas lotu) / 2.

 
Wzór ten ilustruje, w jaki sposób technologia LiDAR wykorzystuje prędkość światła i czas lotu impulsów świetlnych do obliczenia odległości, zapewniając bardzo dokładne i wiarygodne pomiary.

 
Dwa główne rodzaje technologii LiDAR

Systemy LiDAR dzielą się na dwa główne typy w zależności od ich funkcji: skanowanie zielonym światłem z powietrza i naziemny LiDAR.

 
Lotniczy LiDAR

Powietrzne czujniki technologiczne lidarów 3D, zwykle montowane na dronach lub helikopterach, emitują impulsy świetlne na ziemię i przechwytują impulsy powrotne, aby dokładnie zmierzyć odległość. Technologię tę można podzielić na topologiczny LIDAR, który służy do mapowania powierzchni lądu, oraz batymetryczny LIDAR, który wykorzystuje zielone światło do penetracji wody morskiej i pomiaru wysokości dna morskiego i koryt rzek.

 
Lidar lądowy

Lądowe systemy LIDAR są montowane na pojazdach naziemnych lub statywach stacjonarnych i służą do mapowania naturalnych cech budynków oraz monitorowania autostrad. Systemy te są również cenne przy tworzeniu dokładnych modeli 3D miejsc historycznych. Skaner lidarowy Land można podzielić na mobilny LiDAR dla poruszających się pojazdów i statyczny LiDAR dla pojazdów stacjonarnych.

 
Jak działają kamery LiDAR

Działanie technologii LiDAR składa się z kilku kluczowych elementów.

1. Źródło lasera:Emituje impulsy laserowe o różnych długościach fal, a ich powszechnymi źródłami są lasery z granatu itrowo-glinowego domieszkowanego neodymem (Nd-YAG). Technologia lidarów topograficznych często wykorzystuje długości fal 1064 nm lub 1550 nm dla bezpieczeństwa, podczas gdy batymetryczna LiDAR wykorzystuje lasery 532 nm do penetracji wody.
2. Skaner i optyka:Wykorzystuje odchylane lustra do kierowania wiązką laserową, uzyskując szerokie pole widzenia (FoV) i możliwości szybkiego skanowania.
3. Detektor:Przechwytuje światło odbite od przeszkód, zwykle za pomocą fotodetektorów półprzewodnikowych, takich jak krzemowe fotodiody lawinowe lub fotopowielacze. Odbiornik GPS: W trybie powietrznym odbiornik GPS jest odbiornikiem GPS.
4. Odbiornik GPS:W systemach powietrznych śledzi wysokość i lokalizację samolotu, co ma kluczowe znaczenie dla dokładnych pomiarów wysokości terenu. 
5. Inercyjna jednostka pomiarowa (IMU):Monitoruje prędkość i orientację pojazdu, zapewniając precyzyjne pozycjonowanie impulsów laserowych na ziemi.

 
Główne zastosowania technologii LiDAR

co to jest aplikacja lidar?Zrozumienie działania czujników LiDAR jest niezbędne, ale ich rzeczywiste zastosowania to miejsca, w których technologia naprawdę błyszczy.
 
1. Pojazdy i sprzęt autonomiczny:Maszyny autonomiczne, takie jak drony, autonomiczne traktory i ramiona robotyczne, opierają się na 3DGuzek kamery z czujnikiem głębido wykrywania przeszkód, lokalizacji i wykorzystania impulsów laserowych na ziemi. Czujniki LiDAR zapewniają obracającą się o 360 stopni wiązkę laserową, oferując kompleksowy widok w celu unikania przeszkód i manipulowania obiektami. Czujniki LiDAR zapewniają obracającą się o 360 stopni wiązkę laserową, oferując kompleksowy widok w celu unikania przeszkód i zapobiegania kolizjom. Generowanie w czasie rzeczywistym milionów punktów danych pozwala na tworzenie szczegółowych map otoczenia, umożliwiając bezpieczną nawigację w różnych warunkach pogodowych i oświetleniowych. 

 
2. Autonomiczne roboty mobilne (AMR):Roboty AMR są integralną częścią funkcjonowania zakładów produkcyjnych, magazynów, sklepów detalicznych i centrów dystrybucyjnych, obsługując takie zadania, jak kompletacja artykułów i dystrybucja towarów. Roboty AMR są integralną częścią działania zakładów produkcyjnych, magazynów, sklepów detalicznych i centrów dystrybucyjnych, obsługując zadania takie jak kompletacja, transport i sortowanie produktów bez bezpośredniego nadzoru człowieka. Roboty AMR, ponieważ wymagają minimalnego przetwarzania w celu wykrywania obiektów i tworzenia map, co czyni je idealnym rozwiązaniem do tych zastosowań.

 
Pojawienie się technologii wykrywania głębi 3D

Pojawienie się technologii wykrywania głębi 3D, w szczególności LiDAR, zrewolucjonizowało sposób, w jaki postrzegamy i wchodzimy w interakcje z naszym otoczeniem. Od zwiększenia możliwości pojazdów autonomicznych po usprawnienie operacji w środowisku przemysłowym, wpływ LiDAR jest dalekosiężny. Technologie wciąż ewoluują, a ich zastosowania będą się tylko rozszerzać, jeszcze bardziej integrując się z naszym codziennym życiem i kształtując przyszłość technologii.
 
Dzięki ponad 14-letniemu doświadczeniu w dziedzinie systemów wizyjnych wbudowanych,Sinoseendokładamy wszelkich starań, aby pomóc naszym klientom w dostarczaniu odpowiednich modułów kamer, które można zintegrować z ich produktami, a w celu integracji współpracowaliśmy z wieloma firmami zajmującymi się dronami i robotykąNasze kamery do pomiaru głębido swoich produktów. Jeśli jesteś zainteresowany, skontaktuj się z nami.