Tri industrijske izvedbe LiDAR

V mobilnosti se zgodi velikanski skok. To velja bodisi v avtomobilskem sektorju, kjer se razvijajo rešitve za avtonomno vožnjo, bodisi v industrijskih aplikacijah z uporabo robotike in avtomatiziranih vodenih vozil. Različne komponente v celotnem sistemu morajo med seboj sodelovati in se dopolnjevati. Glavni cilj je ustvariti brezhiben 3D pogled okoli vozila, uporabiti to sliko za izračun razdalje predmetov in sprožiti naslednji premik vozila s pomočjo posebnih algoritmov. Pravzaprav se tukaj hkrati uporabljajo tri senzorske tehnologije: LiDAR (LiDAR), radar in kamere. Glede na specifičen scenarij uporabe imajo ti trije senzorji svoje prednosti. Kombinacija teh prednosti z odvečnimi podatki lahko močno izboljša varnost. Bolj ko so ti vidiki usklajeni, bolje se bo lahko samovozeči avto krmaril po svojem okolju.

1. Neposredni čas leta (dToF):

Pri pristopu časovnega preleta proizvajalci sistemov uporabljajo hitrost svetlobe za ustvarjanje informacij o globini. Skratka, usmerjeni svetlobni impulzi se sprožijo v okolje, in ko svetlobni impulz zadene predmet, se odbije in zabeleži z detektorjem v bližini vira svetlobe. Z merjenjem časa, ki je potreben, da žarek doseže predmet in se vrne, je mogoče določiti razdaljo predmeta, medtem ko je pri metodi dToF mogoče določiti razdaljo posameznega slikovnega pika. Prejeti signali se končno obdelajo, da sprožijo ustrezna dejanja, kot so manevri izogibanja vozilu, da bi se izognili trčenju s pešci ali ovirami. Ta metoda se imenuje neposredni čas preleta (dToF), ker je povezana z natančnim "časom leta" žarka. Sistemi LiDAR za avtonomna vozila so tipičen primer dToF aplikacij.

2. Posredni čas leta (iToF):
Pristop posrednega časovnega preleta (iToF) je podoben, vendar z eno opazno razliko. Osvetlitev iz vira svetlobe (običajno infrardečega VCSEL) se ojača z izmikajočim listom in impulzi (50 % delovni cikel) se oddajajo v določeno vidno polje.

V sistemu navzdol bo shranjen "standardni signal" sprožil detektor za določen čas, če luč ne naleti na oviro. Če predmet prekine ta standardni signal, lahko sistem določi informacijo o globini vsakega definiranega slikovnega pika detektorja na podlagi nastalega faznega premika in časovne zakasnitve impulznega niza.

3. Active Stereo Vision (ASV)

Pri metodi »aktivnega stereo vida« infrardeči svetlobni vir (običajno VCSEL ali IRED) osvetli prizor z vzorcem, dve infrardeči kameri pa snemata sliko v stereo.
S primerjavo obeh slik lahko nadaljnja programska oprema izračuna zahtevane informacije o globini. Luči podpirajo izračun globine s projiciranjem vzorca tudi na predmete z malo teksture, kot so stene, tla in mize. Ta pristop je idealen za 3D zaznavanje bližnje razdalje z visoko ločljivostjo pri robotih in avtomatiziranih vodenih vozilih (AGV) za izogibanje oviram.