Công nghệ LiDAR là gì?Nó giúp ích như thế nào cho việc đo độ sâu?

Công nghệ cảm biến là một công nghệ quan trọng cho các hệ thống thị giác nhúng, và với sự tiến bộ của khoa học và công nghệ, ngày càng có nhiều công nghệ tiên tiến hơn đã xuất hiện trong lĩnh vực công nghệ cảm biến độ sâu 3D, bao gồm nhưng không giới hạn trong Khám phá và tầm xa ánh sáng (LiDAR), Stereo Những công nghệ này đóng một vai trò không thể thiếu trong các ngành công nghiệp như lái xe tự động và tự động hóa nhà máy.Mô-đun máy ảnh ToFTrước đây.
 
Công nghệ lidar là một giải pháp cảm biến độ sâu 3D chính xác cao mang lại những lợi thế lớn về độ chính xác đo lường, phạm vi và tốc độ. Mô hình 3D của các vật thể và môi trường, còn được gọi là đám mây điểm, được tạo ra bằng cách bắn xung laser và đo thời gian chúng phản xạ trở lại. Công nghệ này không chỉ cải thiện an toàn của xe tự lái mà còn cho thấy sự hữu ích lớn trong các lĩnh vực như bản đồ địa lý, mô hình hóa tòa nhà và giám sát môi trường.

 
Lịch sử tiến hóa công nghệ cảm biến độ sâu 3D

Công nghệ cảm biến độ sâu 3D lần đầu tiên bắt nguồn từ công nghệ máy ảnh âm thanh thụ động. Công nghệ này đạt được nhận thức độ sâu bằng cách tính toán sự khác biệt pixel giữa hai cảm biến làm việc song song. Mặc dù rất thực tế, nó vẫn phải chịu sựánh sáng yếuĐiều kiện và dựa rất nhiều vào kết cấu của các đối tượng trong cảnh. Để giải quyết những thiếu sót của máy ảnh âm thanh thụ động, các kỹ thuật hình ảnh âm thanh hoạt động đã xuất hiện.
 
Công nghệ hình ảnh nổi hoạt động sử dụng máy chiếu màu hồng ngoại để chiếu sáng cảnh, cải thiện hoạt động trong điều kiện ánh sáng kém và khi kết cấu vật thể không rõ ràng. Tuy nhiên, nó không có cách nào cung cấp một phạm vi rộng (trong vòng 10) các phép đo độ sâu, và dữ liệu thu được đòi hỏi phải xử lý thêm để tính toán độ sâu, làm tăng gánh nặng tính toán đồng thời ảnh hưởng đến tính chất thời gian thực của các phép đo. Đây là nơi những lợi thế của công nghệ LiDAR xuất hiện.

 
Công nghệ LiDAR là gì?

lidar là gì? Công nghệ LiDAR, hoặc phát hiện ánh sáng và tầm xa, là một công nghệ viễn thám tiên tiến tính toán khoảng cách chính xác của một vật bằng cách phát ra xung laser và đo thời gian cho các xung phản xạ trở lại từ vật thể mục tiêu. Cách tiếp cận này cho phép máy quét lidar tạo ra các mô hình 3D chi tiết, còn được gọi là đám mây điểm, mô tả chính xác đường viền của các đối tượng và môi trường. Công nghệ LiDAR hoạt động theo cách tương tự như radar (RADAR) nhưng sử dụng laser thay vì sóng vô tuyến, và có khả năng truyền tín hiệu
Công thức tính toán khoảng cách của một vật thể là như sau:

Khoảng cách đối tượng = (Tốc độ ánh sáng x Thời gian bay) / 2.

 
Công thức này minh họa cách công nghệ LiDAR sử dụng tốc độ ánh sáng và thời gian bay của xung ánh sáng để tính khoảng cách, đảm bảo các phép đo rất chính xác và đáng tin cậy.

 
Hai loại công nghệ LiDAR chính

Hệ thống LiDAR được phân loại thành hai loại chính dựa trên chức năng của chúng: quét ánh sáng xanh trên không và LiDAR trên mặt đất.

 
LiDAR trên không

Các cảm biến công nghệ lidar 3D trên không, thường được gắn trên máy bay không người lái hoặc trực thăng, phát ra xung ánh sáng xuống mặt đất và thu hồi xung trở lại để đo chính xác khoảng cách. Công nghệ này có thể được chia thành LIDAR topological, được sử dụng để lập bản đồ bề mặt đất liền, và LIDAR bathymetric, sử dụng ánh sáng xanh để thâm nhập vào nước biển và đo độ cao của đáy biển và đáy sông.

 
Lidar đất

Hệ thống LIDAR mặt đất được lắp đặt trên các phương tiện trên mặt đất hoặc chân máy cố định và được sử dụng để lập bản đồ các đặc điểm tự nhiên của tòa nhà và giám sát đường cao tốc. Các hệ thống này cũng có giá trị để tạo ra các mô hình 3D chính xác của các địa điểm lịch sử. Máy quét lidar mặt đất có thể được phân loại thành LiDAR di động cho các phương tiện di chuyển và LiDAR tĩnh cho các phương tiện tĩnh.

 
Làm thế nào để máy ảnh LiDAR hoạt động

Hoạt động của công nghệ LiDAR bao gồm một số thành phần chính.

1. Nguồn laser:Phát ra xung laser ở các bước sóng khác nhau, với các nguồn phổ biến bao gồm laser yttrium aluminium garnet (Nd-YAG) được doped neodymium. Công nghệ lidar địa hình thường sử dụng bước sóng 1064nm hoặc 1550nm để bảo vệ an toàn, trong khi Bathymetric LiDAR sử dụng laser 532nm để thâm nhập nước.
2. Máy quét và quang học:Sử dụng gương lệch để điều khiển chùm tia laser, đạt được một lĩnh vực tầm nhìn rộng (FoV) và khả năng quét tốc độ cao.
3. Máy phát hiện:Thu thập ánh sáng phản xạ từ các trở ngại, thường sử dụng các máy dò quang trạng thái rắn như đèn quang sôi silicon hoặc máy nhân quang. Máy thu GPS: Trong chế độ bay, máy thu GPS là một máy thu GPS.
4. Máy nhận GPS:Trong các hệ thống trên không, theo dõi độ cao và vị trí của máy bay, rất quan trọng cho các phép đo độ cao địa hình chính xác.
5. Đơn vị đo quán tính (IMU):Theo dõi tốc độ và định hướng của xe, đảm bảo vị trí chính xác của xung laser trên mặt đất.

 
Các ứng dụng chính của công nghệ LiDAR

ứng dụng lidar là gì?Hiểu được cách hoạt động của các cảm biến LiDAR là rất cần thiết, nhưng các ứng dụng thực tế của chúng là nơi công nghệ thực sự tỏa sáng.
 
1. Xe và thiết bị tự lái:Máy móc tự động, chẳng hạn như máy bay không người lái, máy kéo tự động và cánh tay robot, dựa trên 3DNodule camera cảm biến độ sâucho việc phát hiện trở ngại, định vị và sử dụng xung laser trên mặt đất. Các cảm biến LiDAR cung cấp một chùm tia laser quay 360 độ, cung cấp một cái nhìn toàn diện để tránh chướng ngại vật và thao tác đối tượng. Các cảm biến LiDAR cung cấp một chùm tia laser quay 360 độ, cung cấp một cái nhìn toàn diện để tránh chướng ngại vật và ngăn ngừa va chạm. Việc tạo ra hàng triệu điểm dữ liệu theo thời gian thực cho phép tạo ra bản đồ chi tiết về môi trường xung quanh, cho phép điều hướng an toàn trong các điều kiện thời tiết và ánh sáng khác nhau.

 
2. Robot di động tự động (AMR):AMR là một phần không thể thiếu trong hoạt động của các cơ sở sản xuất, kho, cửa hàng bán lẻ và trung tâm phân phối, xử lý các nhiệm vụ như chọn mặt hàng và phân phối hàng hóa. AMR là một phần không thể thiếu trong hoạt động của các cơ sở sản xuất, kho, cửa hàng bán lẻ và trung tâm phân phối, xử lý các nhiệm vụ như chọn mặt hàng, vận chuyển và phân loại mà không có sự giám sát trực tiếp của con người. AMR, vì chúng đòi hỏi tối thiểu xử lý để phát hiện đối tượng và tạo bản đồ, làm cho chúng trở thành giải pháp lý tưởng cho các ứng dụng này.

 
Sự ra đời của công nghệ cảm biến độ sâu 3D

Sự ra đời của công nghệ cảm biến độ sâu 3D, đặc biệt là LiDAR, đã cách mạng hóa cách chúng ta nhận thức và tương tác với môi trường xung quanh. Từ việc tăng cường khả năng của xe tự lái để hợp lý hóa hoạt động trong môi trường công nghiệp, tác động của LiDAR là sâu rộng. Công nghệ tiếp tục phát triển, các ứng dụng của chúng sẽ chỉ mở rộng, tích hợp hơn nữa vào cuộc sống hàng ngày của chúng ta và định hình tương lai của công nghệ.
 
Với hơn 14 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực thị giác nhúng,sítcam kết giúp khách hàng của chúng tôi cung cấp các mô-đun máy ảnh phù hợp để được tích hợp vào sản phẩm của họ, và chúng tôi đã làm việc với một số công ty máy bay không người lái và robot để tích hợpmáy ảnh độ sâu của chúng tôivào sản phẩm của họ. Nếu bạn quan tâm, vui lòng liên hệ với chúng tôi.