Три промышленные реализации LiDAR

Гигантский скачок происходит в мобильности. Это верно как в автомобильном секторе, где разрабатываются решения для автономного вождения, так и в промышленных приложениях, использующих робототехнику и автоматизированные транспортные средства. Различные компоненты всей системы должны взаимодействовать друг с другом и дополнять друг друга. Основная цель — создать бесшовный 3D-вид вокруг транспортного средства, использовать это изображение для расчета расстояния до объекта и инициировать следующее движение транспортного средства с помощью специальных алгоритмов. По сути, здесь используются одновременно три сенсорные технологии: лидар (LiDAR), радар и камеры. В зависимости от конкретного сценария применения эти три датчика имеют свои преимущества. Сочетание этих преимуществ с избыточными данными может значительно повысить безопасность. Чем лучше эти аспекты скоординированы, тем лучше беспилотный автомобиль сможет ориентироваться в окружающей среде.

1. Прямое время полета (dToF):

В методе времени пролета производители систем используют скорость света для получения информации о глубине. Короче говоря, направленные световые импульсы излучаются в окружающую среду, и когда световой импульс попадает на объект, он отражается и регистрируется детектором рядом с источником света. Измеряя время, которое требуется лучу, чтобы достичь объекта и вернуться, можно определить расстояние до объекта, в то время как в методе dToF можно определить расстояние одного пикселя. Полученные сигналы в конечном итоге обрабатываются, чтобы инициировать соответствующие действия, такие как маневры уклонения от транспортных средств, чтобы избежать столкновений с пешеходами или препятствиями. Этот метод называется прямым временем пролета (dToF), потому что он связан с точным «временем пролета» луча. Системы LiDAR для автономных транспортных средств являются типичным примером приложений dToF.

2. Косвенное время полета (iToF):
Подход косвенного времени пролета (iToF) аналогичен, но с одним заметным отличием. Освещение от источника света (обычно инфракрасного VCSEL) усиливается уклоняющимся листом, и импульсы (скважность 50%) излучаются в определенное поле зрения.

В нисходящей системе сохраненный «стандартный сигнал» запускает детектор на определенный период времени, если свет не сталкивается с препятствием. Если объект прерывает этот стандартный сигнал, система может определить информацию о глубине каждого определенного пикселя детектора на основе результирующего фазового сдвига и временной задержки последовательности импульсов.

3. Активное стереовидение (ASV)

В методе «активного стереозрения» источник инфракрасного света (обычно VCSEL или IRED) освещает сцену по шаблону, а две инфракрасные камеры записывают изображение в стереофоническом режиме.
Сравнивая два изображения, нижестоящее программное обеспечение может рассчитать необходимую информацию о глубине. Освещение поддерживает расчеты глубины, проецируя узор даже на объекты с небольшой текстурой, такие как стены, полы и столы. Этот подход идеально подходит для 3D-зондирования с высоким разрешением на близком расстоянии от роботов и транспортных средств с автоматическим управлением (AGV) для обхода препятствий.