Drie industriële LiDAR-implementaties

Er vindt een enorme sprong plaats in mobiliteit. Dit geldt zowel in de automobielsector, waar oplossingen voor autonoom rijden worden ontwikkeld, als in industriële toepassingen met robotica en automatisch geleide voertuigen. De verschillende componenten in het hele systeem moeten met elkaar samenwerken en elkaar aanvullen. Het belangrijkste doel is om een ​​naadloos 3D-beeld rond het voertuig te creëren, deze afbeelding te gebruiken om objectafstanden te berekenen en de volgende beweging van het voertuig te starten met behulp van speciale algoritmen. In feite worden hier drie sensortechnologieën tegelijkertijd gebruikt: LiDAR (LiDAR), radar en camera's. Afhankelijk van het specifieke toepassingsscenario hebben deze drie sensoren hun eigen voordelen. Door deze voordelen te combineren met redundante gegevens kan de beveiliging aanzienlijk worden verbeterd. Hoe beter deze aspecten op elkaar zijn afgestemd, hoe beter de zelfrijdende auto door zijn omgeving kan navigeren.

1. Directe vluchttijd (dToF):

In de time-of-flight-benadering gebruiken systeemfabrikanten de lichtsnelheid om diepte-informatie te genereren. Kortom, gerichte lichtpulsen worden in de omgeving afgevuurd en wanneer de lichtpuls een object raakt, wordt het gereflecteerd en geregistreerd door een detector in de buurt van de lichtbron. Door de tijd te meten die de bundel nodig heeft om het object te bereiken en terug te keren, kan de objectafstand worden bepaald, terwijl met de dToF-methode de afstand van een enkele pixel kan worden bepaald. De ontvangen signalen worden uiteindelijk verwerkt om overeenkomstige acties te activeren, zoals voertuigontwijkingsmanoeuvres om botsingen met voetgangers of obstakels te voorkomen. Deze methode wordt directe vluchttijd (dToF) genoemd omdat deze gerelateerd is aan de exacte "vluchttijd" van de straal. LiDAR-systemen voor autonome voertuigen zijn een typisch voorbeeld van dToF-toepassingen.

2. Indirecte vluchttijd (iToF):
De indirecte time-of-flight (iToF) -benadering is vergelijkbaar, maar met één opmerkelijk verschil. Verlichting van een lichtbron (meestal een infrarood VCSEL) wordt versterkt door een ontwijkende laag en pulsen (50% inschakelduur) worden uitgezonden in een gedefinieerd gezichtsveld.

In het stroomafwaartse systeem zal een opgeslagen "standaardsignaal" de detector gedurende een bepaalde tijd activeren als het licht geen obstakel tegenkomt. Als een object dit standaardsignaal onderbreekt, kan het systeem de diepte-informatie van elke gedefinieerde pixel van de detector bepalen op basis van de resulterende faseverschuiving en de tijdvertraging van de pulstrein.

3. Actieve stereovisie (ASV)

Bij de "actieve stereovisie"-methode verlicht een infraroodlichtbron (meestal een VCSEL of IRED) de scène met een patroon en twee infraroodcamera's nemen het beeld op in stereo.
Door de twee afbeeldingen te vergelijken, kan stroomafwaartse software de benodigde diepte-informatie berekenen. Lichten ondersteunen diepteberekeningen door een patroon te projecteren, zelfs op objecten met weinig textuur, zoals muren, vloeren en tafels. Deze aanpak is ideaal voor 3D-detectie op korte afstand met hoge resolutie op robots en automatisch geleide voertuigen (AGV's) om obstakels te vermijden.