Ano ang LiDAR technology?Paano ito makakatulong sa pagsukat ng lalim?

Ang teknolohiya ng LiDAR (Light Detection and Ranging) ay isang mahalagang inobasyon sa mga sistema ng naka-embed na paningin. Ang mga inhinyero at propesyonal sa industriya ay palaging nakikita itong mahalaga. Sasaklawin ng artikulong ito nang lubusan ang mga pangunahing prinsipyo ng Teknolohiya ng LiDAR , ang mga iba't ibang aplikasyon nito, at mga solusyon sa tunay na mundo. Titingnan din natin ang hinaharap na direksyon nito.

Ano ang LiDAR?

Lidar , na nangangahulugang Light Detection and Ranging , ay isang napakahusay na teknolohiya ng remote sensing . Ito ay tumpak na nagsusukat ng distansya papunta sa mga bagay. Ginagawa nito ito sa pamamagitan ng paglabas ng mga pulso ng laser at pagkalkula ng oras na kinakailangan para sa mga pulso na ito upang magsalamin muli sa sensor. Pinapayagan nito ang LiDAR scanners upang makagawa ng detalyadong 3D mga modelo , na kilala bilang mga ulap ng punto . Ang mga modelo ay tumpak na nagmamapa sa mga kontur ng mga bagay at kanilang paligid. Ang prinsipyong ito ang nagsisilbing batayan ng lahat ng Mga sistema ng LiDAR .

Katulad ng radar (RADAR), ngunit may mahalagang pagkakaiba: ginagamit nito ang mga laser sa halip na radyo alon . A Sensor ng LiDAR maaaring maglabas ng hanggang 160,000 mga signal ng laser kada segundo. Pinapabilis nito ang mabilis at lubhang tumpak na mga pagbabasa ng mga target na bagay. Ang formula para sa pagkalkula ng distansya ng bagay ay simple lamang: Distansya ng Bagay = (Bilis ng Liwanag × Tagal ng Paglalakbay ng Liwanag) / 2 . Nililinaw ng formula na ito kung paano Teknolohiya ng LiDAR ginagamit ang bilis ng liwanag at ang tagal ng paglalakbay ng pulso ng liwanag. Nakakaseguro ito ng mga maaaring tiwala at tumpak na mga pagbabasa . Ang pangunahing tungkulin na ito ay mahalaga para sa anumang depth sensing camera .

Kahulugan ng LiDAR: Pag-unawa sa Ibang Mga Batayang Prinsipyo

Ang parirala na " Kahulugan ng LiDAR " ay direktang nagpapakita ng pangunahing operasyon ng teknolohiya: ang paggamit ng liwanag para tukuyin at sukatin ang distansya. Ang katiyakan na ito ay nagmumula sa ilang mahahalagang bahagi na sama-samang gumagana sa loob ng isang LiDAR camera sistema.

Laser Source

Ang pinagmumulan ng laser ay naglalabas ng mga pulso ng laser sa iba't ibang haba ng daluyong. Kabilang sa karaniwang pinagmumulan ang neodymium-doped yttrium aluminum garnet (Nd-YAG) na mga laser. Ang topographic Teknolohiya ng LiDAR ay gumagamit madalas ng 1064nm o 1550nm na haba ng daluyong para sa kaligtasan. Ang bathymetric na LiDAR naman ay gumagamit ng 532nm na mga laser para makapasok sa tubig. Bahagi ito ng puso ng anumang Sensor ng LiDAR .

Scanner at Optics

Ginagamit ng scanner ang mga salaming nagpapalit ng direksyon upang gabayan ang sinag ng laser. Nakakamit nito ang isang malawak na Field of View (FoV) at mataas na bilis ng pag-scan . Mahalagang dinamiko ang kakayahang ito para sa Lidar mabilisang pagkuha ng malawak na datos tungkol sa kapaligiran. Ginagawa nito ang LiDAR na napakapangit 3D depth sensing solution .

Detector

Ang detector ay kumukuha ng liwanag na nakatagpo mula sa mga balakid. Karaniwan itong gumagamit ng solid-state photodetectors, tulad ng silicon avalanche photodiodes (APDs) o photomultipliers (PMTs). Ang kanilang mataas na sensitibo nagpapaseguro na kahit ang mahinang mga signal na nakatagpo ay maayos na nakukuha. Ito ang batayan ng LiDAR's accuracy .

GPS Receiver at Inertial Measurement Unit (IMU)

Sa airborne LiDAR systems , ang GPS receiver ay sinusundan ang altitude at lokasyon ng eroplano. Ito ay mahalaga para sa tumpak na pagpapakita ng taas ng lupa . Sa parehong oras, ang Inertial Measurement Unit (IMU) nagmamanman ng bilis at direksyon ng sasakyan. Sinisiguro nito ang tumpak na Posisyon ng mga pulso ng laser sa lupa. Gumagana ang mga bahaging ito nang sama-sama. Pinapangyarihan nila ang Mga sistema ng LiDAR upang ipahayag data ng 3D na may mataas na katiyakan at kahusayan , nagbibigay ng matibay na solusyon para sa iba't ibang komplikadong aplikasyon. Ang pagsasama nito ay nagpapagawa sa LiDAR camera napakaraming gamit.

Paano Gumagana ang LiDAR sa Pagsasagawa?

Mga sistema ng LiDAR ay karaniwang nahahati sa dalawang pangunahing uri ayon sa kanilang plataporma ng operasyon: Airborne LiDAR at Ground-Based LiDAR . Ang bawat uri ay may kanya-kanyang aplikasyon at bentahe. Ito ay nagpapakita ng paano gumagana ang LiDAR sa iba't ibang mga sitwasyon. Ang mga pagbabagong ito ng Teknolohiya ng LiDAR naaangkop sa iba't ibang pangangailangan ng industriya.

Airborne LiDAR

Airborne 3D LiDAR sensors ay karaniwang nakakabit sa mga drone o helicopter. Naglalabas sila ng mga pulso ng liwanag patungo sa lupa at hinuhuli ang mga pulso na bumabalik upang tumpak na masukat ang mga distansya. Ito Teknolohiya ng LiDAR ay may dalawang karagdagang subkategorya: topographic LiDAR para sa pagmamapa ng mga ibabaw ng lupa, at bathymetric LiDAR . Ginagamit nito ang berdeng liwanag upang tumagos sa tubig-dagat, sinusukat ang elevation ng mga ilalim ng dagat at ilalim ng ilog. Dahil dito, ito ay isang mahalagang kasangkapan para sa malawakang pagsubaybay sa kapaligiran .

Ground-Based LiDAR

Ground-based LiDAR systems ay naka-install sa mga sasakyan o nakapirming tripod. Pangunahing inilalarawan nila ang mga natural na katangian ng mga gusali at binabantayan ang mga lansangan. Napakahalaga rin ng mga sistema na ito sa paggawa ng tumpak na 3D modelo ng mga makasaysayang lugar . Nakabatay sa lupa ang LiDAR scanners maaaring mobile LiDAR (para sa gumagalaw na mga sasakyan) o static LiDAR (para sa hindi gumagalaw na aplikasyon). Nag-aalok sila ng hindi maikakatulad na tumpak para sa detalyadong pamamahala ng asset at urban Planning .

LiDAR Kamera: Mga Aplikasyon sa Tunay na Mundo

Ang pag-unawa kung paano LiDAR sensors gumagana ay mahalaga. Ngunit ang tunay na aplikasyon nito sa mundo ang tunay na nagpapakita ng napakalaking potensyal ng teknolohiyang ito. Ang sari-saring gamit ng isang LiDAR camera nagiging mahalaga ito sa maraming sektor, na nagtutulak sa mga hangganan ng embedded vision systems .

Otonomong Sasakyan at Kagamitan

Otonomong Makinarya , kabilang ang mga self-driving car, truck, mga drone , at mga robot na braso , ay lubos na umaasa sa mga module ng 3D depth-sensing camera . Ang mga module na ito ay nagbibigay-daan sa deteksyon ng Obstakulo , high-precision localization , at pagmamapa ng kapaligiran . LiDAR sensors magbigay ng 360-degree na umiikot na laser beam. Ginagawa nila ang milyon-milyong real-time na data points upang makalikha ng detalyadong mga mapa ng ulap ng punto ng paligid. Pinapayagan nito ang mga sasakyan na mag-navigate nang ligtas, maisagawa ang tumpak na pag-iwas sa mga sagabal , at maisagawa nang tumpak ang pagmamanipula ng mga bagay sa iba't ibang kondisyon ng panahon at ilaw. Matibay na pagganap ng LiDAR ginagawang ito ay isang batayan ng autonomous na pagmamaneho .

Autonomous Mobile Robots (AMR)

Sa mga facilidad para sa paggawa , mga bodega , mga tindahan ng tingian , at mga Sentro ng Distribusyon , AMRs naglalaro ng mahalagang papel. Nakakapagpatupad sila ng mga gawain tulad ng pagkuha ng mga item, transportasyon, at pag-uuri nang walang direktang pangangasiwa ng tao. Lidar ay isang perpektong solusyon para sa AMR. Pinapadali nito ang mabilis at epektibong deteksyon ng Obhektong at paglikha ng mapa . Kung ihahambing sa ibang solusyon, ang LiDAR ay nag-aalok ng mas mababang overhead sa pagproseso at mas mataas na kakayahan sa real-time para sa AMRs. Nangangalaga ito sa kanilang mahusay at ligtas na operasyon sa mga kumplikadong at dinamikong kapaligirang panloob. Ito ay nagpapakita ng kapangyarihan ng Teknolohiya ng LiDAR sa industrial Automation .

Paggamit ng Geospatial at Paggawa ng Modelo ng Gusali

Teknolohiya ng LiDAR ay mahalaga sa paggawa ng modelo ng geospatial , analisis ng Terreno , at urban Planning . Mahusay nitong nililikha ang highly accurate Digital Elevation Models (DEMs) at Digital Surface Models (DSMs). Nagbibigay ito ng mahahalagang datos para sa pagpaplano ng paggamit ng lupa, simulasyon ng baha, at pamamahala ng mga likas na yaman. Bukod pa rito, malawakang ginagamit ang LiDAR sa Building Information Modeling (BIM) at paggawa ng 3D modelo ng mga makasaysayang lugar . Nakakuhang tumpak na mga hugis at istruktura ng mga gusali. Sinusuportahan nito ang disenyo, konstruksyon, at mga pagpapakilos para sa pangangalaga. Ito ay nagpapakita ng LiDAR's makabuluhang epekto nangunguna sa robotics.

Mga Hamon sa Teknolohiyang LiDAR

Bagama't may malaking mga bentahe ang Teknolohiya ng LiDAR , ito ay nakakaranas pa rin ng ilang mga praktikal na hamon. Ang pag-unawa dito ay makatutulong sa pagdidisenyo ng mas epektibong Mga solusyon sa LiDAR .

Una, ang mataas na gastos ay nananatiling pangunahing alalahanin . Ang mga mataas na kahusayan ng LiDAR sensors ay kadalasang mahal. Ito ang naglilimita sa kanilang malawakang pagtanggap sa ilang mga produktong pangkonsyumer. Pangalawa, mga kondisyon ng panahon na hindi kanais-nais , tulad ng matinding hamog, niyebe, o malakas na ulan, ay maaaring lubos na hadlangan ang pagpapadala at pagmumulat ng laser. Ito ay nagpapababa ng pagganap at katiyakan ng datos ng LiDAR cameras . Pati na, kahirapan sa pagproseso ng datos ay isang makabuluhang hamon. Ang LiDAR ay gumagawa ng napakalaking dami ng point cloud data. Ito ay nangangailangan ng malaking kapangyarihan sa pagkukompyut at kumplikadong mga algoritmo para sa real-time na pagproseso at pagsusuri. Ito ay nagdaragdag ng bigat sa sistema at pagkonsumo ng kuryente.

Sa wakas, ang laki at kahirapan isama sa sistema ng mga sensor mismo ay kailangang tugunan. Lalo na ito ay totoo sa mga aplikasyon embedded vision systems na may mahigpit na limitasyon sa espasyo at timbang. Ang paglapag ng mga hamong ito ay magiging mahalaga para sa mas malawak na pagkalat ng Teknolohiya ng LiDAR sa maraming industriya.

Kongklusyon: Kinabukasan ng LiDAR

Ang pagdating ng 3D depth sensing technologies , lalo na Lidar , ay talagang binago ang paraan ng pagtingin at pakikipag-ugnayan natin sa ating kapaligiran. Mula sa pagpapabuti ng mga kakayahan ng autonomous Vehicles patungo sa pagpapadali ng mga operasyon sa mga Pang-industriyang Setting , Epekto ng LiDAR ay lubhang nakakaapekto. Ang teknolohiyang ito ay hindi lamang nag-boost ng operasyonal na kaligtasan at Kagamitan kundi nagbukas din ng mga bagong daan para sa mga Nakabagong Aplikasyon .

Habang patuloy na umuunlad ang mga teknolohiyang ito, LiDAR sensors ay inaasahang magiging mas maliit, mas abot-kaya, at mas epektibo. Ang kanilang mga aplikasyon ay magpapalawak pa, lalong pagsasama sa ating pang-araw-araw na buhay at bubuo sa hinaharap ng teknolohiya. Ang patuloy na pag-unlad sa Teknolohiya ng LiDAR ay nangangako ng mga kapanapanabik na pag-unlad.

Sinoseen may higit na 14 taon ng mayaman na karanasan sa larangan ng nakatadhanang paningin . Nakatuon kami sa pagtulong sa aming mga customer na isama ang tamang mataas na pagganap mga module ng camera sa kanilang mga produkto. Nakipagtulungan na kami sa maraming dRONE at kumpanya ng robotics upang isama ang aming mga depth camera sa kanilang mga inobatibong solusyon. Kung ikaw ay interesado sa Mga solusyon sa LiDAR o mga module ng depth camera , huwag mag-atubiling makipag-ugnayan sa amin upang galugarin ang mga posibilidad sa hinaharap.