Trei implementări industriale LiDAR

Un salt uriaș are loc în materie de mobilitate. Acest lucru este valabil fie în sectorul auto, unde se dezvoltă soluții de conducere autonomă, fie în aplicații industriale care folosesc robotică și vehicule cu ghidaj automat. Diferitele componente din întregul sistem trebuie să coopereze între ele și să se completeze reciproc. Scopul principal este de a crea o vedere 3D perfectă în jurul vehiculului, de a utiliza această imagine pentru a calcula distanțele obiectelor și de a iniția următoarea mișcare a vehiculului cu ajutorul unor algoritmi speciali. De fapt, aici sunt utilizate trei tehnologii de senzori în același timp: LiDAR (LiDAR), radar și camere. În funcție de scenariul de aplicare specific, acești trei senzori au propriile lor avantaje. Combinarea acestor avantaje cu date redundante poate îmbunătăți considerabil securitatea. Cu cât aceste aspecte sunt mai bine coordonate, cu atât mașina cu conducere autonomă va putea să navigheze mai bine în mediul său.

1. Ora directă de zbor (dToF):

În abordarea timpului de zbor, producătorii de sisteme folosesc viteza luminii pentru a genera informații despre adâncime. Pe scurt, pulsurile de lumină direcționate sunt declanșate în mediul înconjurător și, atunci când pulsul de lumină lovește un obiect, este reflectat și înregistrat de un detector lângă sursa de lumină. Măsurând timpul necesar ca fasciculul să ajungă la obiect și să revină, se poate determina distanța obiectului, în timp ce în metoda dToF se poate determina distanța unui singur pixel. Semnalele primite sunt în cele din urmă procesate pentru a declanșa acțiuni corespunzătoare, cum ar fi manevre de evaziune a vehiculelor pentru a evita coliziunile cu pietonii sau obstacolele. Această metodă se numește direct time-of-flight (dToF) deoarece este legată de „timpul de zbor” exact al fasciculului. Sistemele LiDAR pentru vehicule autonome sunt un exemplu tipic de aplicații dToF.

2. Timpul indirect al zborului (iToF):
Abordarea indirectă a timpului de zbor (iToF) este similară, dar cu o diferență notabilă. Iluminarea de la o sursă de lumină (de obicei un VCSEL în infraroșu) este amplificată de o foaie de eschivare și impulsuri (ciclu de lucru de 50%) sunt emise într-un câmp vizual definit.

În sistemul din aval, un „semnal standard” stocat va declanșa detectorul pentru o perioadă de timp dacă lumina nu întâlnește un obstacol. Dacă un obiect întrerupe acest semnal standard, sistemul poate determina informațiile de profunzime ale fiecărui pixel definit al detectorului pe baza schimbării de fază rezultată și a întârzierii de timp a trenului de impulsuri.

3. Active Stereo Vision (ASV)

În metoda „viziune stereo activă”, o sursă de lumină în infraroșu (de obicei un VCSEL sau IRED) luminează scena cu un model, iar două camere cu infraroșu înregistrează imaginea în stereo.
Comparând cele două imagini, software-ul din aval poate calcula informațiile necesare despre adâncime. Luminile sprijină calculele de adâncime prin proiectarea unui model, chiar și pe obiecte cu textură mică, cum ar fi pereți, podele și mese. Această abordare este ideală pentru detectarea 3D la distanță apropiată, de înaltă rezoluție, pe roboți și vehicule cu ghidare automată (AGV) pentru evitarea obstacolelor.