Mites comuns sobre els sensors LiDAR - Part 1

A mesura que la ciència i la tecnologia del món es desenvolupa cap a la intel·ligència i l'alta eficiència,Mòdul làser Lidari les seves aplicacions també han rebut cada cop més atenció. Tanmateix, la gent també té alguns malentesos sobre la tecnologia i el rendiment lidar. Aquest article revelarà cinc malentesos comuns sobre lidar.

1. La tecnologia d'aplicació lidar és complexa
Tot i que lidar és un sensor complex format per diferents maquinari, el seu principi de funcionament bàsic és realment bastant simple. El sensor utilitza un mètode de temps de vol, un principi de detecció similar als ratpenats que utilitzen ones sonores o un radar amb microones.
Si desglossem el sensor en els seus components, és a dir, el làser, el detector i la unitat de desviació del feix, el lidar ja no és una tecnologia descoratjadora. La font làser emet primer polsos làser. Aquests polsos es desvien a l'escena mitjançant microgalvanòmetres. El detector detecta la llum Q reflectida i calcula amb precisió la distància en funció del temps d'emissió del pols làser i el temps de retorn.
Aquest procés es repeteix milers o fins i tot milions de vegades per segon per generar núvols de punts d'entorn 3D precisos en temps real. Aquestes dades del núvol de punts en 3D són fàcils d'analitzar i explotar, per exemple, per a la presa de decisions de conducció autònoma.
La tecnologia es va desenvolupar després de la invenció dels làsers polsats a principis dels anys 60, que emeten polsos de llum repetits en lloc d'utilitzar ones contínues.

⒉. En aplicacions de cotxes autònoms, el lidar és redundant
Elon Musk va ignorar l'ús del lidar en cotxes autònoms en una conferència el 2019, un incident que ha generat molts mites sobre el lidar fins ara. Afirma que el lidar, amb l'ajuda de càmeres i algorismes intel·ligents, és redundant i sempre mantindrà el seu terreny.
Les càmeres apliquen diferents tecnologies de reconeixement d'imatges per recollir imatges visuals en color, però l'ús d'una sola càmera només pot capturar dades en 2D, cosa que pot provocar fàcilment il·lusions visuals i errors de judici de distància. Hi ha exemples tràgics d'aquests defectes perillosos i de vegades fatals.
En canvi, lidar pot capturar dades 3D de manera fiable i identificar amb precisió les distàncies i les mides dels objectes.
La integració de dades lidar 3D precises ajuda a la càmera a percebre l'entorn fins i tot quan la càmera està "cega". Per exemple, la càmera necessita un temps per adaptar-se als canvis de llum després de sortir d'un túnel.
A més, les imatges 2D generades per les càmeres poden semblar prou precises per entrenar algorismes de cotxes autònoms. Però encara tenen moltes imprecisions que redueixen la precisió dels models d'aprenentatge automàtic i, per tant, la capacitat del vehicle per detectar, predir i prendre decisions. Les capacitats d'aprenentatge automàtic que faciliten la conducció autònoma han de ser escalables i resoldre el "problema de la cua llarga". Això vol dir que no n'hi ha prou amb atendre el 95% dels escenaris als quals s'enfronten els vehicles a la carretera. Les capacitats de conducció autònoma basades en l'aprenentatge automàtic també s'han d'orientar al 5%. L'entrenament en situacions complicades mentre millora contínuament el seu rendiment requereix una gran quantitat de dades del sistema de càmeres per a l'entrenament.
En canvi, lidar pot proporcionar més models de predicció d'aprenentatge automàtic alhora que genera dades d'entrenament de major precisió. Per tant, lidar és un sensor necessari per a sistemes de conducció autònoma més fiables i robusts.

3. Lidar es pot substituir completament per altres sensors
Una de les idees errònies més comunes sobre lidar és que es pot substituir per una càmera o un sensor de radar, una idea errònia que prové de la manca de comprensió de com aquestes tecnologies de sensor classifiquen els objectes de diferents maneres. Després d'entendre les diferents capacitats d'aquests sensors i els tipus de dades que produeixen, veurem com es complementen en funcionalitat. El que captura la càmera és una imatge en 2D, que proporciona informació en escala de grisos o color, textura i contrast. Per analitzar més aquestes dades, cal un programari de reconeixement d'imatges. Com que la càmera utilitza un principi de mesura passiu, els objectes s'han d'il·luminar per detectar-los. A més, es necessiten dues o més càmeres per crear imatges en 3D, així com una gran potència de càlcul.
La informació tridimensional de mesurament d'estrelles de radar té una precisió extremadament alta per determinar la distància i la velocitat dels objectes. Tanmateix, la resolució és baixa i no poden detectar amb precisió (a escala centímetre) ni classificar objectes.
LiDAR crea un núvol de punts a partir de les dades tridimensionals recollides. En funció de la forma i la mida del núvol de punts, pot detectar amb precisió objectes i classificar-los en diferents categories, com ara persones, cotxes, edificis, etc.
LiDAR omple els buits d'altres tecnologies de sensors recopilant informació tridimensional altament detallada i fiable. Pot detectar i classificar amb precisió objectius en diversos entorns, fent-lo destacar entre diversos tipus de sensors. Les dades de les càmeres es poden utilitzar per a una anàlisi més profunda, i les dades d'abast i velocitat recollides pel radar es poden verificar amb LiDAR per a una major precisió. Això significa que en el futur totes les aplicacions basades en sensors integraran càmeres, sistemes de radar, lidar i altres sensors.

4. Lidar no pot treballar en condicions ambientals dures
Les càmeres no poden funcionar sense una il·luminació ambiental suficient, com ara en aplicacions d'automoció on el rang de detecció de la càmera només pot arribar al rang dels fars. En canvi, lidar té un rang de detecció de centenars de metres independentment de les condicions d'intensitat de la llum perquè es basa en raigs làser infrarojos en lloc de llum visible. És a dir, un cotxe autònom equipat amb un sensor lidar pot circular amb la mateixa tranquil·litat a les fosques com durant el dia, encara que els fars estiguin apagats.
Quan es tracta de condicions dures com la boira, la pluja o la neu, LiDAR mostra una vegada més un clar avantatge en el rendiment i pot compensar les deficiències d'altres sensors (com les càmeres) en el sistema de percepció.
Els lidars sovint funcionen millor que les càmeres sota la pluja perquè els seus raigs són grans. Això permet que el feix passi els obstacles (com les gotes de pluja) del mirall del sensor, de manera que l'abast del lidar no es veu afectat fins a cert punt. En comparació, la mida de píxel d'una càmera és molt més petita que la mida d'una gota de pluja, de manera que la seva visió quedarà enfosquida.
El feix gran també permet que el lidar detecti múltiples ecos de diferents rangs i processi només el que tingui el senyal més fort. Això també pot ser útil en males condicions meteorològiques, com quan neva, ja que el lidar pot ignorar l'impacte dels reflexos dels flocs de neu. Una càmera sense cap algoritme d'aprenentatge automàtic no pot distingir entre flocs de neu, lents humides o objectes durs i, finalment, retorna una imatge distorsionada.
LiDAR també té temps d'exposició i velocitats d'obturació més curts (milionèsimes de segon) que les càmeres (mil·lèsimes de segon), el que significa que les gotes de pluja no es detecten com a ratlles que abasten diversos píxels, sinó com a formes brutes.
Com que el lidar és un dispositiu òptic, el seu rendiment també es pot veure afectat negativament en condicions com la boira intensa, però encara és capaç de proporcionar dades més valuoses que els sensors com les càmeres i pot detectar a distàncies més llargues.

5. Els sensors Lidar són cars
Hi va haver un temps en què els únics lidars disponibles al mercat eren els rotatius, molt cars i voluminosos i no es podien produir en grans quantitats. Per tant, és natural que la gent encara tingui idees errònies sobre el lidar i el seu alt preu. Però des de l'arribada de MEMS (sistemes microelectromecànics) lidar, aquesta afirmació ha canviat completament. Els components MEMS estan fets de silici i són fàcilment escalables per a la producció, cosa que els fa molt rendibles.
LiDAR d'estat sòlid utilitza components estàndard i no requereix manteniment regular, reduint així els costos. En els últims anys, el cost d'aquests sensors lidar ha baixat de milers de dòlars a centenars de dòlars, una tendència que continuarà en el futur. De fet, els sensors de gamma mitjana fins i tot es poden vendre a preus de tres dígits quan es produeixen en grans volums.

Aquestes són algunes idees errònies comunes sobre la tecnologia lidar i les seves aplicacions. A la segona part d'aquesta sèrie, descobrirem més malentesos sobre lidar que la gent passa per alt.

Informació de contacte:

Si teniu alguna idea, no dubteu a parlar amb nosaltres. Independentment d'on siguin els nostres clients i quins siguin els nostres requisits, seguirem el nostre objectiu d'oferir als nostres clients alta qualitat, preus baixos i el millor servei.