Τρεις βιομηχανικές εφαρμογές LiDAR

Ένα τεράστιο άλμα πραγματοποιείται στην κινητικότητα. Αυτό ισχύει είτε στον τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας, όπου αναπτύσσονται λύσεις αυτόνομης οδήγησης, είτε σε βιομηχανικές εφαρμογές που χρησιμοποιούν ρομποτική και αυτοματοποιημένα οχήματα καθοδήγησης. Τα διάφορα στοιχεία σε ολόκληρο το σύστημα πρέπει να συνεργάζονται μεταξύ τους και να αλληλοσυμπληρώνονται. Ο κύριος στόχος είναι να δημιουργήσετε μια απρόσκοπτη τρισδιάστατη προβολή γύρω από το όχημα, να χρησιμοποιήσετε αυτήν την εικόνα για να υπολογίσετε τις αποστάσεις των αντικειμένων και να ξεκινήσετε την επόμενη κίνηση του οχήματος με τη βοήθεια ειδικών αλγορίθμων. Στην πραγματικότητα, τρεις τεχνολογίες αισθητήρων χρησιμοποιούνται ταυτόχρονα εδώ: LiDAR (LiDAR), ραντάρ και κάμερες. Ανάλογα με το συγκεκριμένο σενάριο εφαρμογής, αυτοί οι τρεις αισθητήρες έχουν τα δικά τους πλεονεκτήματα. Ο συνδυασμός αυτών των πλεονεκτημάτων με περιττά δεδομένα μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την ασφάλεια. Όσο καλύτερα συντονιστούν αυτές οι πτυχές, τόσο καλύτερα το αυτοοδηγούμενο αυτοκίνητο θα μπορεί να πλοηγηθεί στο περιβάλλον του.

1. Άμεση ώρα πτήσης (dToF):

Στην προσέγγιση του χρόνου πτήσης, οι κατασκευαστές συστημάτων χρησιμοποιούν την ταχύτητα του φωτός για να δημιουργήσουν πληροφορίες βάθους. Εν ολίγοις, οι κατευθυνόμενοι παλμοί φωτός εκτοξεύονται στο περιβάλλον και όταν ο παλμός φωτός χτυπά ένα αντικείμενο, ανακλάται και καταγράφεται από έναν ανιχνευτή κοντά στην πηγή φωτός. Μετρώντας το χρόνο που χρειάζεται για να φτάσει η δέσμη στο αντικείμενο και να επιστρέψει, μπορεί να προσδιοριστεί η απόσταση του αντικειμένου, ενώ στη μέθοδο dToF μπορεί να προσδιοριστεί η απόσταση ενός μόνο pixel. Τα λαμβανόμενα σήματα υποβάλλονται τελικά σε επεξεργασία για να ενεργοποιηθούν αντίστοιχες ενέργειες, όπως ελιγμοί διαφυγής οχημάτων για την αποφυγή συγκρούσεων με πεζούς ή εμπόδια. Αυτή η μέθοδος ονομάζεται άμεσος χρόνος πτήσης (dToF) επειδή σχετίζεται με τον ακριβή «χρόνο πτήσης» της δέσμης. Τα συστήματα LiDAR για αυτόνομα οχήματα είναι χαρακτηριστικό παράδειγμα εφαρμογών dToF.

2. Έμμεση ώρα πτήσης (iToF):
Η έμμεση προσέγγιση χρόνου πτήσης (iToF) είναι παρόμοια, αλλά με μια αξιοσημείωτη διαφορά. Ο φωτισμός από μια πηγή φωτός (συνήθως ένα υπέρυθρο VCSEL) ενισχύεται από ένα φύλλο αποφυγής και παλμοί (50% κύκλος λειτουργίας) εκπέμπονται σε ένα καθορισμένο οπτικό πεδίο.

Στο σύστημα κατάντη, ένα αποθηκευμένο "τυπικό σήμα" θα ενεργοποιήσει τον ανιχνευτή για ένα χρονικό διάστημα εάν το φως δεν συναντήσει εμπόδιο. Εάν ένα αντικείμενο διακόψει αυτό το τυπικό σήμα, το σύστημα μπορεί να προσδιορίσει τις πληροφορίες βάθους κάθε καθορισμένου εικονοστοιχείου του ανιχνευτή με βάση την προκύπτουσα μετατόπιση φάσης και τη χρονική καθυστέρηση της σειράς παλμών.

3. Active Stereo Vision (ASV)

Στη μέθοδο "ενεργής στερεοφωνικής όρασης", μια πηγή υπέρυθρου φωτός (συνήθως VCSEL ή IRED) φωτίζει τη σκηνή με ένα μοτίβο και δύο κάμερες υπέρυθρων καταγράφουν την εικόνα στερεοφωνικά.
Συγκρίνοντας τις δύο εικόνες, το λογισμικό κατάντη μπορεί να υπολογίσει τις απαιτούμενες πληροφορίες βάθους. Τα φώτα υποστηρίζουν τους υπολογισμούς βάθους προβάλλοντας ένα μοτίβο, ακόμη και σε αντικείμενα με μικρή υφή, όπως τοίχους, δάπεδα και τραπέζια. Αυτή η προσέγγιση είναι ιδανική για τρισδιάστατη ανίχνευση κοντινής εμβέλειας, υψηλής ανάλυσης σε ρομπότ και αυτοματοποιημένα κατευθυνόμενα οχήματα (AGV) για αποφυγή εμποδίων.