Sensor làser LiDAR a l'aplicació de camp de seguretat

LiDARSensor làser emet llum làser activament i pot obtenir informació com la distància, l'orientació, la velocitat i el contorn d'un objectiu intrús amb alta precisió i alta resolució. S'ha utilitzat àmpliament en camps com la seguretat urbana i la seguretat industrial. Aquest article presenta breument els principals fabricants de lidar de seguretat nacionals i estrangers i les especificacions tècniques dels seus productes. Combinant les necessitats de diferents aplicacions de seguretat, els principis, les característiques i la situació actual del lidar sota diferents sistemes tècnics es discuteixen des de tres aspectes: esquema d'abast, mètode d'escaneig i selecció de la font de llum. Finalment, es resumeixen i es prospecten les tendències d'aplicació i les perspectives de desenvolupament del lidar de seguretat. Per tal de satisfer les necessitats de les aplicacions de seguretat dels consumidors, el lidar de seguretat es desenvoluparà encara més en les direccions de baix cost, alt rendiment, serialització, miniaturització, estat sòlid, xipització i integració de fonts múltiples.

Amb el desenvolupament de la ciència i la tecnologia i la millora de la consciència de seguretat, cada cop mésTecnologies de detecció de sensors làsers'utilitzen en el mercat de seguretat. Els mètodes de seguretat tradicionals utilitzen sensors actius i passius per a la detecció per realitzar aplicacions com ara monitorització de so, vigilància de vídeo, alarma per infrarojos i identificació de control d'accés. LiDAR (Light Detection and Ranging, LiDAR) és un sensor intel·ligent per a la percepció de l'entorn actiu. En comparació amb les càmeres tradicionals i la tecnologia de detecció d'infrarojos passius, no està limitat per condicions com ara l'entorn d'il·luminació i les característiques de l'objectiu, i té una forta antiinterferència. En comparació amb la tecnologia làser pot proporcionar informació com la posició dinàmica de l'objectiu, té funcions de posicionament i seguiment i és altament flexible; en comparació amb les tecnologies de radar tradicionals, com ara el radar d'ones mil·límetres i de microones, la seva longitud d'ona operativa és més curta i pot obtenir informació amb precisió com ara la distància i la velocitat de l'objectiu. ,Alta resolució. Es pot veure que lidar té avantatges evidents en l'àmbit de la seguretat, té una àmplia gamma d'escenaris d'aplicació i té un paper important en la seguretat urbana i la seguretat industrial. El lidar tradicional a nivell de topografia sol ser voluminós i car, la qual cosa limita la seva promoció i aplicació a gran escala en l'àmbit de la seguretat. La demanda del mercat de lidar lleuger i de baix cost està augmentant. A més, la particularitat del camp de la seguretat té alguns requisits especials per al disseny de maquinari lidar, indicadors de rendiment i algorismes de programari: la protecció perimetral de zones sensibles requereix una alta taxa de detecció i una baixa taxa de falses alarmes; entorn de control per a la protecció de l'objectiu, la seva font de llum ha d'estar oculta i segura per als ulls humans; La protecció de l'edifici en condicions dures requereix que sigui estable i fiable amb un alt nivell de protecció.

Per tal de satisfer les necessitats especials en l'àmbit de la seguretat, la investigació sobre tecnologies clau lidar continua aprofundint. Les principals diferències entre els LiDAR de diferents sistemes tècnics es troben en l'esquema d'abast, el mètode d'escaneig i la selecció de la font de llum. Aquests tres aspectes determinen directament els paràmetres bàsics com ara la seguretat de l'ull humà, el rendiment de detecció i el camp de visió d'escaneig. Són la clau per aconseguir un baix consum d'energia i una miniaturització. La clau per a la producció massiva de baix cost de lidar de seguretat de grau de consum. La tendència de desenvolupament futura de la indústria de la seguretat serà "identificació intel·ligent, alerta primerenca intel·ligent i processament en temps real" integral i per a tot el temps, que requereix que el sistema sigui més intel·ligent i integrat alhora que tingui un alt rendiment. La combinació de la tecnologia lidar amb tecnologies com la intel·ligència artificial i Internet mòbil pot aconseguir un desenvolupament diversificat de tecnologies i productes de seguretat.

Com a "ulls" de la seguretat intel·ligent, la característica destacada del lidar de seguretat rau en la protecció de seguretat. En primer lloc, pot detectar objectius d'intrusió i proporcionar avisos de seguretat alhora; en segon lloc, té un alt nivell de seguretat i satisfà les necessitats de seguretat de l'ull humà i ocultació de fonts de llum; finalment, té un alt nivell de protecció i pot funcionar de manera estable i fiable en entorns durs. A partir dels paràmetres físics que detecta, com ara distància, escala de grisos, velocitat i angle, el lidar de seguretat pot calcular l'orientació, la distància, l'amplada i la profunditat de l'objectiu en temps real i s'utilitza en diferents tipus d'escenaris de seguretat. Per exemple, el lidar d'abast es pot utilitzar en camps com ara la detecció de seguretat industrial i la protecció d'edificis per controlar les àrees objectiu i aconseguir avisos de distància segura; Speed ​​Lidar es pot utilitzar per controlar els vehicles de trànsit amb velocitat i classificar amb precisió les infraccions per garantir la seguretat viària. Seguretat. A més, lidar pot utilitzar informació com ara la distància, l'angle i l'escala de grisos per aconseguir imatges d'objectius, i és adequat per al seguiment i reconeixement d'objectius i altres camps. El lidar de seguretat s'utilitza àmpliament en àrees com la protecció perimetral, la vigilància industrial, l'advertència d'intrusió i la protecció de relíquies culturals.

Fig. 1 Escenaris d'aplicació. (a) Protecció perimetral; (b) vigilància industrial; (c) avís d'intrusió; (d) protecció de relíquies culturals

En els darrers anys, amb el ràpid desenvolupament del lidar de seguretat, els seus escenaris d'aplicació s'han fet cada cop més extensos, des de la protecció d'edificis interiors i exteriors fins al control intel·ligent del trànsit, fins a l'alerta primerenca anti-UAV (vehicle aeri no tripulat, UAV), etc. Per als objectius d'intrusió en diferents escenaris de seguretat, el lidar de seguretat té una alta taxa de detecció i pot determinar els atributs de l'objectiu d'intrusió, determinar la informació de la ubicació i proporcionar avisos oportuns. Els objectius de detecció en diferents escenaris de seguretat es mostren a la Taula 1. Es pot veure que els objectius d'intrusió dirigits als escenaris d'aplicació de seguretat són principalment multituds. Per tant, fins a cert punt, això requereix un lidar de seguretat per complir els requisits d'ocultació de la font de llum i la seguretat dels ulls humans. Això permet la protecció encoberta i el control de seguretat dels objectius de detecció. Per fer front a l'entorn complex en constant canvi, en l'àmbit de la seguretat, els integradors i els clients finals presten més atenció a la precisió de detecció dels objectius d'intrusió, com ara l'efecte de reconeixement i la precisió de posicionament, així com la baixa taxa d'alarmes falses i falsos negatius. taxa. Tanmateix, el factor clau que afecta la taxa d'alarma falsa i la taxa d'alarma falsa del lidar de seguretat no és la precisió de la mesura, sinó la capacitat anti-interferència estable i fiable i la capacitat de protecció del lidar de seguretat. Tal com es mostra a la figura 2, en escenes forestals complexes, l'ús de drons equipats amb lidar per detectar objectius d'intrusió pot provocar errors de judici a causa de la complexitat de factors com la temperatura i la humitat a l'entorn de treball. Per tant, el lidar de seguretat hauria de tenir les característiques d'un alt nivell de protecció, una forta capacitat anti-interferències i una bona adaptabilitat ambiental per garantir un ús normal en entorns durs.

Fig. 2 Drones equipats amb LiDAR de seguretat per detectar objectius d'intrusió en escenari forestal

El lidar tradicional s'utilitza principalment en indústries com ara la topografia d'enginyeria d'alta precisió i la topografia industrial. La precisió de l'abast pot arribar al nivell mil·límetre, mentre que la precisió de la mesura de l'angle és generalment 0. 001 grau o fins i tot inferior. Adopta una estructura mecànica d'arnès de cables múltiples. Amb la pèrdua de peces mòbils internes, la vida útil es redueix, s'augmenta el cost de manteniment i l'estabilitat és deficient, cosa que limita molt la promoció i l'aplicació de lidar en el camp de la seguretat. Entre els productes Lidar de seguretat estrangers principals, Flash significa flash de matriu d'àrea, OPA significa matriu en fase òptica i ρ és la reflectivitat objectiu. En comparació amb el lidar tradicional, té mida petita, avantatges de costos evidents, bona estabilitat i és fàcil de promoure la producció en massa. Els principals fabricants de lidar de seguretat comercial inclouen SICK d'Alemanya i HOKUYO del Japó. Els productes lidar de seguretat d'aquestes empreses són lidar d'una sola línia 2D madurs, que s'utilitzen àmpliament en camps industrials i ocupen el corrent principal del mercat de seguretat. El camp de la seguretat no té requisits elevats per a la precisió de mesura del radar làser. La precisió de la mesura és generalment al nivell del centímetre, i la precisió de la mesura de l'angle és d'uns 0,1 graus. En els últims anys, el lidar d'estat sòlid d'alt rendiment i baix cost llançat per empreses com Quanergy i Ouster als Estats Units s'ha convertit gradualment en un producte indispensable en el camp de les aplicacions de seguretat intel·ligent lidar.

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.