Разница между лазерным дальномером и лидаром

Разница между лазерным дальномером и лидаром
В оптической измерительной и сенсорной технике лазерный дальномер (LRF) и лидар (LIDAR) —
два часто упоминаемых термина, которые, хотя и связаны с лазерными технологиями,
существенно различаются по функциям, применению и конструкции.
Прежде всего, в определении перспективного триггера лазерный дальномер — это прибор,
определяющий расстояние до цели путем излучения лазерного луча и измерения времени его
отражения от цели. Он в основном используется для измерения расстояния по прямой линии
между целью и дальномером, предоставляя точную информацию о расстоянии. LIDAR, с другой
стороны, — это усовершенствованная система, использующая лазерные лучи для обнаружения и
определения расстояния, и она способна получать трехмерные данные о положении, скорости и
другую информацию о цели. Помимо измерения расстояния, LIDAR также способен предоставлять
подробную информацию о направлении, скорости и ориентации цели, а также обеспечивать
осведомленность об окружающей среде путем создания трехмерной карты облака точек.
В структурном отношении лазерные дальномеры обычно состоят из лазерного передатчика,
приемника, таймера и устройства отображения, и их конструкция относительно проста. Лазерный
луч излучается лазерным передатчиком, приемник принимает отраженный лазерный сигнал, а
таймер измеряет время прохождения лазерного луча туда и обратно для расчета расстояния.
Однако структура LIDAR более сложна и в основном состоит из лазерного передатчика,
оптического приемника, поворотного стола, системы обработки информации и т. д. Лазерный луч
генерируется лазерным передатчиком, оптический приемник принимает отраженный лазерный
сигнал, поворотный стол используется для изменения направления сканирования лазерного луча,
а система обработки информации обрабатывает и анализирует полученные сигналы для
генерации трехмерной информации о цели.
В практических приложениях лазерные дальномеры в основном используются для точного
измерения расстояний, например, при обследовании зданий, картографировании местности,
навигации беспилотных летательных аппаратов и так далее. Области применения лидаров
гораздо шире и включают системы восприятия беспилотных летательных аппаратов, восприятие
окружающей среды роботами, отслеживание грузов в логистической отрасли и
картографирование местности в области геодезии и картографии.
Разница между лазерным датчиком и LiDAR
Автор: Neuvition, Inc.Release time：2021-07-09 02:35:38
1.Лазерный датчик: Сначала на цель наводится лазерный диод, излучающий лазерные импульсы.
Лазерный свет рассеивается во всех направлениях после отражения от цели. Часть рассеянного
света возвращается в приемник датчика и после приема оптической системой отображается на
лавинном фотодиоде. Лавинный фотодиод представляет собой оптический датчик с функцией
внутреннего усиления, поэтому он может обнаруживать чрезвычайно слабые световые сигналы.
Запишите и обработайте время, прошедшее с момента отправки светового импульса до момента
его получения, а затем можно определить целевое расстояние.
2. Лазерный датчик должен чрезвычайно точно измерять время прохождения, поскольку
скорость света слишком велика. Например, скорость света составляет около 3X10^8м/с.
Чтобы достичь разрешения 1 мм, электронная схема датчика дальности должна быть
способна различать следующее чрезвычайно короткое время: 0.001 м/(3X10^8 м/с) = 3 пс.
Время 3 пс слишком велико для электронных технологий, а стоимость слишком высок,
чтобы осознать. Но сегодняшние лазерные датчики ловко обходят это препятствие,
используя простой статистический принцип, то есть закон усреднения для достижения
разрешения 1 мм, и могут обеспечить скорость срабатывания. Лазерный дальномер
дальнего действия во время работы излучает на цель очень тонкий лазерный луч, а
фотоэлектрический элемент принимает отраженный от цели лазерный луч. Таймер
измеряет время от излучения до приема лазерного луча и рассчитывает расстояние от
наблюдателя до цели. ; Изображение светодиодного спидометра с белым светом
находится на внутренней интегральной микросхеме CCD прибора. Производительность
CCD-чипа стабильна, срок службы длительный, на него не влияют рабочая среда и
температура. Таким образом, точность измерения светодиодного спидометра с белым
светом гарантирована, а его производительность стабильна и надежна.
3. LiDAR — это радиолокационная система, излучающая лазерные лучи для определения
положения и скорости цели. Принцип его работы заключается в передаче сигнала
обнаружения (лазерного луча) к цели, а затем сравнении полученного сигнала (эха цели)
от цели с переданным сигналом. После надлежащей обработки можно получить
соответствующую информацию о цели, такую как расстояние до цели, азимут, высота,
скорость, положение, даже форма и другие параметры, а также обнаружить, отслеживать
и идентифицировать самолеты, ракеты и другие цели. Он состоит из лазерного
передатчика, оптического приемника, проигрывателя и системы обработки информации.
Лазер преобразует электрические импульсы в световые импульсы и излучает их. Затем
оптический приемник преобразует отраженные от цели световые импульсы в
электрические импульсы и отправляет их на дисплей.
Технология лидаров: как работает, где используют, как будет развиваться
У дронов и беспилотных автомобилей тоже есть «глаза», но выглядят и работают они иначе, чем у
людей. Рассказываем, как лидары помогают сканировать дороги, почву и даже морское дно.
Что такое лидар и каков принцип его работы
История развития технологии LiDAR
Применение лидара
Лидары в повседневной жизни: примеры применения
Перспективы развития технологии LiDAR
Совет эксперта
Что такое лидар и каков принцип его работы
Лидар — это технология, которая использует импульсы (чаще всего лазерные) для измерения
расстояния до объектов. Название происходит от английского light detection and ranging —
«обнаружение и определение дальности с помощью света».
Устройство испускает лазерные лучи, которые отражаются от объектов и возвращаются к датчику.
У света постоянная скорость, поэтому лидар может зафиксировать время, за которое луч вернулся,
и рассчитать точное расстояние до объекта.
Чтобы собрать как можно больше данных, лидар вращается или использует массив лазеров,
чтобы исследовать пространство. Современные модели могут фиксировать от сотен тысяч до 10
миллионов точек в секунду. В результате формируется облако точек — будущая цифровая модель
окружающей среды, например участка леса.
Основные компоненты лидара — источник и детектор. У вращающегося лидара, как на рисунке
ниже, есть третий компонент — сканер. Источник генерирует свет, который попадает на объект и
отражается от него. Сканер (например, вращающееся зеркало) ловит отражённый свет и
направляет его на детектор.
Схема работы вращающегося лидара
Лидар только генерирует «сырые» данные — для их обработки нужны алгоритмы машинного
обучения. Например, на крышу беспилотного автомобиля Яндекса устанавливают один или
несколько лидаров — они сканируют пространство и создают облако точек. Чтобы
интерпретировать эти данные и принимать на их основе решения, подключают машинное
обучение и дополнительные инструменты.
●
Нейросети обучают на миллионах изображений — дорог, людей, зданий. Эти знания
помогают алгоритму анализировать облако точек и классифицировать объекты — например,
отделять пешеходов от машин, определять границы тротуаров.
●
Лидары часто работают в связке с другими устройствами — камерами и радарами. Камеры
помогают точнее распознавать людей, знаки, светофоры и препятствия, а радары — определять
скорость пешеходов, велосипедистов, самокатчиков и машин.
Таким образом, лидар и другие датчики — это глаза, а модель машинного обучения — мозг,
который интерпретирует полученные данные.
Так с помощью лидара «видят» мир беспилотные автомобили Яндекса
Так с помощью лидара «видят» мир беспилотные автомобили Яндекса. Источник: Яндекс
С данными от лидаров чаще всего работают специалисты по Data Science, инженеры данных и MLинженеры. Например, дата-инженер может обработать сырые данные, дата-сайентист или MLинженер — классифицировать облака точек с помощью алгоритмов машинного обучения. Затем
— построить модели, которые могут анализировать окружающую среду и помогают в навигации
автономных автомобилей или создании карт высокой точности.