Pengetahuan Profesional

Tiga Pelaksanaan LiDAR Perindustrian

2022-02-18

Lompatan gergasi sedang berlaku dalam mobiliti. Ini benar sama ada dalam sektor automotif, di mana penyelesaian pemanduan autonomi sedang dibangunkan, atau dalam aplikasi industri menggunakan robotik dan kenderaan berpandu automatik. Pelbagai komponen dalam keseluruhan sistem mesti bekerjasama antara satu sama lain dan saling melengkapi. Matlamat utama adalah untuk mencipta pandangan 3D yang lancar di sekeliling kenderaan, gunakan imej ini untuk mengira jarak objek dan memulakan langkah seterusnya kenderaan dengan bantuan algoritma khas. Malah, tiga teknologi penderia digunakan pada masa yang sama di sini: LiDAR (LiDAR), radar dan kamera. Bergantung pada senario aplikasi tertentu, ketiga-tiga sensor ini mempunyai kelebihan tersendiri. Menggabungkan kelebihan ini dengan data berlebihan boleh meningkatkan keselamatan. Lebih baik aspek ini diselaraskan, lebih baik kereta pandu sendiri akan dapat mengemudi persekitarannya.


1. Masa Terus Penerbangan (dToF):

Dalam pendekatan masa penerbangan, pengeluar sistem menggunakan kelajuan cahaya untuk menjana maklumat kedalaman. Ringkasnya, denyutan cahaya terarah ditembakkan ke dalam persekitaran, dan apabila denyutan cahaya mengenai objek, ia dipantulkan dan direkodkan oleh pengesan berhampiran sumber cahaya. Dengan mengukur masa yang diambil untuk rasuk mencapai objek dan kembali, jarak objek boleh ditentukan, manakala dalam kaedah dToF jarak satu piksel boleh ditentukan. Isyarat yang diterima akhirnya diproses untuk mencetuskan tindakan yang sepadan, seperti gerakan mengelak kenderaan untuk mengelakkan perlanggaran dengan pejalan kaki atau halangan. Kaedah ini dipanggil masa penerbangan terus (dToF) kerana ia berkaitan dengan "masa penerbangan" rasuk yang tepat. Sistem LiDAR untuk kenderaan autonomi ialah contoh tipikal aplikasi dToF.

2. Masa Penerbangan Tidak Langsung (iToF):
Pendekatan masa penerbangan tidak langsung (iToF) adalah serupa, tetapi dengan satu perbezaan yang ketara. Pencahayaan daripada sumber cahaya (biasanya VCSEL inframerah) dikuatkan dengan helaian mengelak dan denyutan (50% kitaran tugas) dipancarkan ke medan pandangan yang ditentukan.


Dalam sistem hiliran, "isyarat standard" yang disimpan akan mencetuskan pengesan untuk tempoh masa jika cahaya tidak menghadapi halangan. Jika objek mengganggu isyarat piawai ini, sistem boleh menentukan maklumat kedalaman setiap piksel yang ditentukan pengesan berdasarkan anjakan fasa yang terhasil dan kelewatan masa kereta api nadi.

3. Penglihatan Stereo Aktif (ASV)

Dalam kaedah "penglihatan stereo aktif", sumber cahaya inframerah (biasanya VCSEL atau IRED) menerangi pemandangan dengan corak, dan dua kamera inframerah merakam imej dalam stereo.
Dengan membandingkan kedua-dua imej, perisian hiliran boleh mengira maklumat kedalaman yang diperlukan. Lampu menyokong pengiraan kedalaman dengan menayangkan corak, walaupun pada objek dengan sedikit tekstur seperti dinding, lantai dan meja. Pendekatan ini sesuai untuk penderiaan 3D jarak dekat dan resolusi tinggi pada robot dan kenderaan berpandu automatik (AGV) untuk mengelakkan halangan.