Klassifikazzjoni tas-Sensor tal-Laser LiDAR U Metodi ta 'Skennjar

LiDARSensor tal-lejżer temetti b'mod attiv id-dawl tal-lejżer u tista 'tikseb informazzjoni bħad-distanza, l-orjentazzjoni, il-veloċità u l-kontorn ta' mira ta 'intrużjoni bi preċiżjoni għolja u riżoluzzjoni għolja. Ġie użat ħafna f'oqsma bħas-sigurtà urbana u s-sigurtà industrijali. Dan l-artikolu jintroduċi fil-qosor il-manifatturi mainstream domestiċi u barranin tal-lidar tas-sigurtà u l-ispeċifikazzjonijiet tekniċi tal-prodott tagħhom. Li tgħaqqad il-ħtiġijiet ta 'applikazzjonijiet ta' sigurtà differenti, il-prinċipji, il-karatteristiċi u s-sitwazzjoni attwali tal-lidar taħt sistemi tekniċi differenti huma diskussi minn tliet aspetti: skema li tvarja, metodu ta 'skanjar u għażla ta' sors tad-dawl. Fl-aħħarnett, ix-xejriet tal-applikazzjoni u l-prospetti tal-iżvilupp tal-lidar tas-sigurtà huma miġbura fil-qosor u prospettivi. Sabiex tissodisfa l-ħtiġijiet ta 'applikazzjonijiet ta' sigurtà tal-konsumatur, il-lidar tas-sigurtà se jkompli jiżviluppa fid-direzzjonijiet ta 'spiża baxxa, prestazzjoni għolja, serialization, miniaturization, solid state, chipization u integrazzjoni b'ħafna sorsi.

Skont jekk hemmx komponenti li jiċċaqalqu ġewwa s-sistema, lidar jista 'jinqasam f'lidar mekkaniku u lidar fi stat solidu. Fost dawn, il-metodi ta 'implimentazzjoni ta' lidar solid-state jinkludu sistema mikro-elettromekkanika (Sistema Mikro-ElectroMechanical, MEMS), teknoloġija Flash u teknoloġija OPA.

Skont il-karatteristiċi tal-kontroll tar-raġġ fil-modalità tal-iskannjar, il-lidar jista 'jinqasam f'lidar tal-iskannjar u lidar mhux tal-iskannjar. Fost dawn, lidar mhux skanjar jikseb immaġini fil-mira billi jkopri x-xena bid-dawl, bħal lidar ta 'firxa ta' żona Flash. Metodi ta 'skanjar xierqa jistgħu jippermettu lidar tas-sigurtà biex jikseb kamp viżiv u riżoluzzjoni akbar, filwaqt li jagħmlu l-istruttura kollha aktar stabbli. Għalhekk, l-għażla tat-teknoloġija tal-iskannjar taffettwa ħafna ċ-ċiklu tal-ħajja tal-lidar, li mbagħad jiddetermina jekk il-lidar tas-sigurtà taħt din is-sistema jistax jiġi prodott bil-massa. Fosthom, firxa twila ta 'skoperta u kamp viżiv kbir huma indikaturi ewlenin tal-lidar tas-sigurtà, u jiddeterminaw ukoll il-prospetti ta' applikazzjoni tal-lidar tas-sigurtà fil-futur.

1. Sensor tal-Laser LiDAR mekkaniku
Lidar mekkaniku jirreferi għall-użu ta 'rotazzjoni mekkanika biex jinkiseb skanjar bil-lejżer. Il-mutur isuq il-modulu li jvarja b'punt wieħed jew b'ħafna punti biex idur biex jikseb skannjar sħiħ ta '360 grad jew żona ta' angolu kbir ieħor. Il-prinċipju tax-xogħol tal-lidar mekkaniku huwa muri fil-Figura 1. Għandu l-vantaġġi ta 'prinċipju sempliċi, sewqan faċli u kamp ta' viżjoni ta 'skanjar kbir. Kienet l-ewwel waħda li ntużat ħafna u saret is-soluzzjoni tal-iskannjar għal prodotti lidar tas-sigurtà mainstream fis-suq. B'kont meħud ta 'fatturi bħal lentijiet, strutturi mekkaniċi, u bordijiet taċ-ċirkwiti, ħafna moduli li jvarjaw punti normalment ma jistgħux jiġu ottimizzati f'termini ta' daqs u piż. Għalhekk, meta l-mutur isuq il-modulu biex idur għal żmien twil, il-bearings jintlibsu faċilment. Dan jagħmel l-iskannjar mekkaniku tradizzjonali kkritikat f'termini ta 'ħajja u affidabilità, u l-ispiża kkawżata mill-ilbies tiżdied. Hija wkoll problema reali ħafna. Għalhekk, is-suq tas-sigurtà bikrija adotta l-aktar tnaqqis tad-dimensjonalità u soluzzjonijiet bi prezz baxx, jiġifieri, bl-użu ta 'radar tal-lejżer b'raġġ baxx flimkien ma' sensuri oħra. Għandu dehra kompatta u kamp viżiv kbir ta 'skannjar, u huwa adattat għal xenarji bħal protezzjoni tal-bini u protezzjoni tal-perimetru reġjonali.

Fig. 1 Prinċipju ta 'ħidma ta' LiDAR mekkaniku tradizzjonali

Bħalissa, l-akbar sfida li qed jiffaċċja d-disinn LiDAR hija li tikseb prestazzjoni u robustezza filwaqt li tinkiseb produzzjoni tal-massa bi spiża raġonevoli. Madankollu, lidar mekkaniku ma jistax jiġi promoss b'mod wiesa 'fil-qasam tas-sigurtà minħabba l-komponenti elettroniċi tal-qalba żejda tiegħu, li jagħmilha diffiċli biex jitnaqqas id-daqs u l-ispiża tiegħu. Għal dan il-għan, il-komponenti ewlenin tal-lidar huma integrati f'ċipep ta 'ċirkwit integrat speċifiku għall-applikazzjoni (ASIC) biex jitnaqqas id-daqs taċ-ċirkwit tal-ipproċessar tas-sinjal lidar u jitnaqqas il-konsum tal-enerġija u l-ispiża. Dan biex tirrealizza l-produzzjoni tal-massa ta 'lidar b'ħafna linji. xejra importanti.

2.MEMS LiDAR Laser Sensor
Ir-radar tal-lejżer MEMS jissostitwixxi l-apparat li jdur mekkaniku tradizzjonali b'mikromir MEMS integrat fuq ċippa bbażata fuq is-silikon. Il-micromirror jirrifletti l-lejżer biex jifforma angolu ta 'skanjar usa' u firxa ta 'skanjar akbar. Il-prinċipju tax-xogħol tiegħu huwa muri fil-Figura 2. Il-mikro-mirja MEMS huma innovaturi ta 'lidar mekkaniku tradizzjonali u se jwasslu l-minjaturizzazzjoni u t-tnaqqis tal-ispiża tal-lidar. Il-metodu tal-iskannjar tal-galvanometru jevita r-rotazzjoni diretta tal-istruttura tal-firxa, jippermetti skannjar fi stat solidu tal-lidar, u jagħmel il-lidar kompatt.

Fig. 2 Skematika tal-MEMS.（a）Prinċipju ta' ħidma tal-MEMS LiDAR;（b）Merja tal-iskannjar tal-MEMS

Filwaqt li bbażat ruħha fuq il-vantaġġi tal-mikro-mirja MEMS, l-industrija tqis lidar MEMS bħala l-iktar teknoloġija mgħaġġla li għandha tiġi implimentata. Fil-preżent, Leishen Intelliġenti LS20/LS21 serje MEMS solid-state lidar intuża f'oqsma bħas-sigurtà intelliġenti u l-monitoraġġ tad-diżastri. Madankollu, in-nuqqas tal-mikro-mera MEMS huwa li l-angolu tal-iskannjar tiegħu huwa żgħir, u huwa meħtieġ angolu addizzjonali biex jinkiseb skanjar kbir tal-kamp ta 'viżjoni. Barra minn hekk, l-ammont ta 'dawl tal-lejżer li jista' jipproġetta huwa limitat, li jagħmilha diffiċli li tinkiseb "sejbien fuq distanza twila". B'mod ġenerali, is-soluzzjonijiet tat-teknoloġija lidar MEMS mhumiex maturi biżżejjed u jeħtieġu aktar titjib. Huwa maħsub li bl-iżvilupp ta 'mikro-mirja MEMS, il-prospetti ta' applikazzjoni ta 'MEMS lidar se jkunu usa'.

3.Flash LiDAR Laser Sensor
Flash lidar huwa radar li ma jiskannjax. Jarmi d-dawl tal-firxa taż-żona fuq il-mira, juża d-ditekter tal-firxa taż-żona biex jiskopri t-tifrix tad-dawl inċidentali mill-mira, u joħroġ immaġni b'informazzjoni dwar il-fond. Il-prinċipju tax-xogħol tiegħu huwa muri fil-Figura 3. Għalkemm il-Flash lidar huwa bi prezz baxx u għandu stabbiltà tajba, il-firxa ta 'skoperta tagħha hija relattivament qasira, għalhekk ix-xenarji ta' applikazzjoni tiegħu huma limitati. Fil-qasam tas-sigurtà, ir-radar tal-lejżer Flash intuża ħafna. Bl-użu ta '3D Flash lidar għall-iskoperta tal-mira, is-segmentazzjoni u t-traċċar, ir-riżultati juru li l-Flash lidar huwa adattat għas-sorveljanza tal-perimetru u l-oqsma tas-sigurtà fuq il-post. Madankollu, f'oqsma bħall-monitoraġġ ambjentali, l-osservazzjoni tal-oġġetti, u l-prevenzjoni tal-periklu, l-iskoperta f'ħin reali ta 'oġġetti jew nies se tkun limitata mill-karatteristiċi tal-iskannjar, li tirriżulta f'distorsjoni tad-dejta. Bl-użu ta 'sistema ta' sensorju mibnija b'3D Flash lidar, oġġetti li jiċċaqilqu varjabbli ħafna jistgħu jiġu ssorveljati f'ħin reali u bi preċiżjoni għolja fuq distanzi medji għal twal. Il-proċess sperimentali u r-riżultati huma murija fil-Figura 4. Barra minn hekk, bl-iżvilupp ta 'komponenti żgħar, l-ispiża ta' ditekters ta 'firxa ta' żona titnaqqas, u l-Flash lidar huwa faċli biex timminjaturizza, u l-applikazzjonijiet tiegħu fil-qasam tas-sigurtà se jkunu aktar.

Fig. 3 Prinċipju ta' ħidma tal-Flash LiDAR

Fig. 4 Xenarju ta' ħidma u riżultati sperimentali ta' Flash LiDAR. (a) Setup sperimentali b'intraċċar f'ħin reali fuq PC u Flash LiDAR fuq ras pan-tilt; (b) sħaba ta' punti tax-xenarju; (c) dehra ta' intensità tax-xenarju b'persuna mmarkata ċentru; (d) viżjoni tal-firxa tax-xenarju mal-persuna ċentru mmarkat

4.OPA LiDAR Laser Sensor
Bħala tip ġdid ta 'teknoloġija ta' kontroll tal-ippuntar tar-raġġ, it-teknoloġija tal-iskannjar OPA saret hotspot ta 'riċerka f'dawn l-aħħar snin. Għandu l-vantaġġi ta 'l-ebda apparat ta' inerzja, preċiżjoni stabbli u direzzjoni kontrollabbli. Il-prinċipju tax-xogħol tiegħu huwa muri fil-Figura 5. Diversi unitajiet ta 'trasmissjoni jiffurmaw firxa ta' trasmissjoni. L-angolu tal-ħruġ tar-raġġ tal-lejżer jinbidel billi tiġi aġġustata d-differenza tal-fażi ta 'kull unità ta' trasmissjoni fil-firxa ta 'trażmissjoni, u b'hekk tinkiseb interferenza ta' tisħiħ reċiproku fid-direzzjoni stabbilita, u b'hekk tipprepara raġġ li jipponta ta 'intensità għolja. S3, "l-ewwel sensor lidar solid-state fid-dinja." S3 juża metodu ta 'skannjar OPA u huwa biss daqs il-palm. Il-prodott u l-prinċipju tiegħu huma murija fil-Figura 6. Il-prodotti tas-serje S3 intużaw f'oqsma bħall-monitoraġġ tal-intrużjoni u l-kontroll tal-aċċess.

Fig. 5 Prinċipju ta' ħidma ta' l-OPA

Fig. 6 Prinċipju ta' ħidma ta' Quanergy S3 LiDAR

It-teknoloġija tal-array f'fażijiet ottiċi b'integrazzjoni għolja tista 'tissodisfa l-ħtiġijiet ta' żvilupp ta 'stat solidu kollu u minjaturizzazzjoni tal-lidar tas-sigurtà. Madankollu, bħalissa hemm żewġ fatturi ewlenin li jirrestrinġu l-produzzjoni tal-massa tal-lidar tas-sigurtà OPA: l-ewwel, il-lobi tal-ġenb huma ffurmati faċilment waqt l-iskannjar attwali, li jaffettwa l-firxa u r-riżoluzzjoni angolari tar-raġġ; it-tieni, id-diffikultà tal-ipproċessar hija għolja. Għalhekk, it-teknoloġija tal-lidar tas-sigurtà OPA għadha immatura, u huwa diffiċli li tinkiseb productization f'dan l-istadju.

Dettalji ta 'kuntatt:

Jekk għandek xi ideat, tħossok liberu li tkellem magħna. Ma jimpurtax fejn il-klijenti tagħna u x'inhuma r-rekwiżiti tagħna, aħna se nsegwu l-għan tagħna li nipprovdu lill-klijenti tagħna kwalità għolja, prezzijiet baxxi, u l-aħjar servizz.