Лазерен сензор LiDAR в приложението за поле за сигурност

ЛиДАРЛазерен сензор активно излъчва лазерна светлина и може да получи информация като разстоянието, ориентацията, скоростта и контура на нахлуваща цел с висока точност и висока разделителна способност. Използва се широко в области като градска сигурност и индустриална сигурност. Тази статия представя накратко основните местни и чуждестранни производители на лидари за сигурност и техническите спецификации на техните продукти. Комбинирайки нуждите на различни приложения за сигурност, принципите, характеристиките и текущата ситуация на лидар при различни технически системи се обсъждат от три аспекта: схема за обхват, метод на сканиране и избор на източник на светлина. И накрая, тенденциите в приложението и перспективите за развитие на лидара за сигурност са обобщени и проучени. За да отговори на нуждите на приложенията за сигурност на потребителите, лидарът за сигурност ще се развива допълнително в посоките на ниска цена, висока производителност, сериализация, миниатюризация, твърдо състояние, чипизация и интеграция с множество източници.

С развитието на науката и технологиите и подобряването на осведомеността за безопасност, все повече и повечеТехнологии за откриване на лазерни сензорисе използват на пазара за сигурност. Традиционните методи за сигурност използват активни и пасивни сензори за откриване за реализиране на приложения като звуков мониторинг, видеонаблюдение, инфрачервена аларма и идентификация за контрол на достъпа. LiDAR (Light Detection and Ranging, LiDAR) е интелигентен сензор за активно възприемане на околната среда. В сравнение с традиционните камери и технологията за пасивно инфрачервено откриване, тя не е ограничена от условия като осветена среда и характеристики на целта и има силна защита срещу смущения. В сравнение с технологията на лазерния лъч може да предостави информация като динамичната позиция на целта, има функции за позициониране и проследяване и е много гъвкава; в сравнение с традиционните радарни технологии като милиметрови вълни и микровълнов радар, неговата работна дължина на вълната е по-къса и може да получи точно информация като разстояние и скорост на целта. ,С висока резолюция. Може да се види, че лидарът има очевидни предимства в областта на сигурността, има широк спектър от сценарии за приложение и играе важна роля в градската сигурност и индустриалната безопасност. Традиционният лидар на геодезическо ниво обикновено е обемист и скъп, което ограничава широкомащабното му популяризиране и приложение в областта на сигурността. Пазарното търсене на леки и евтини лидари нараства. В допълнение, особеностите на полето за сигурност имат някои специални изисквания към хардуерния дизайн на лидара, индикаторите за ефективност и софтуерните алгоритми: защитата на периметъра на чувствителни зони изисква висока степен на откриване и ниска честота на фалшиви аларми; мониторингова среда за защита на целта, източникът на светлина трябва да бъде скрит и безопасен за човешките очи; Защитата на сградата при тежки условия изисква тя да бъде стабилна и надеждна с високо ниво на защита.

За да се отговори на специалните нужди в областта на сигурността, изследванията върху ключови лидарни технологии продължават да се задълбочават. Основните разлики между LiDAR на различни технически системи са в схемата за обхват, метода на сканиране и избора на източник на светлина. Тези три аспекта директно определят основните параметри като безопасност на човешкото око, ефективност на откриване и зрително поле на сканиране. Те са ключът към постигане на ниска консумация на енергия и миниатюризация. Ключът към евтино масово производство на лидар за сигурност от потребителски клас. Бъдещата тенденция на развитие на индустрията за сигурност ще бъде всеобхватна и всестранна "интелигентна идентификация-интелигентно ранно предупреждение-обработка в реално време", което изисква системата да бъде по-интелигентна и интегрирана, като същевременно има висока производителност. Комбинирането на лидарна технология с технологии като изкуствен интелект и мобилен интернет може да постигне разнообразно развитие на технологии и продукти за сигурност.

Като „очи“ на интелигентната сигурност, изключителната характеристика на лидара за сигурност се крие в защитата на безопасността. На първо място, той може да открива цели за проникване и едновременно с това да предоставя предупреждения за сигурност; второ, има високо ниво на сигурност и отговаря на нуждите за безопасност на човешкото око и прикриване на източника на светлина; накрая, има високо ниво на защита и може да работи стабилно и надеждно в тежки условия. Въз основа на физическите параметри, които открива, като разстояние, сива скала, скорост и ъгъл, лидарът за сигурност може да изчисли ориентацията на целта, разстоянието, ширината и дълбочината в реално време и се използва в различни видове сценарии за сигурност. Например лидарът за обхват може да се използва в области като откриване на промишлена безопасност и защита на сгради за наблюдение на целеви зони и постигане на предупреждения за безопасно разстояние; лидарът за скорост може да се използва за наблюдение на превозни средства с превишена скорост и точно класифициране на нарушенията, за да се гарантира безопасността на пътя. Безопасност. Освен това лидарът може да използва информация като разстояние, ъгъл и скала на сивото, за да постигне изображение на целта и е подходящ за проследяване и разпознаване на цел и други полета. Защитният лидар се използва широко в области като защита на периметъра, индустриален мониторинг, предупреждение за проникване и защита на културни реликви.

Фиг. 1 Сценарии на приложение. (a) Защита на периметъра; (b) Промишлен мониторинг; (c) Предупреждение за проникване; (d) Защита на културни реликви

През последните години, с бързото развитие на лидара за сигурност, сценариите за неговото приложение стават все по-обширни, от защита на сгради на закрито и на открито до интелигентен контрол на трафика, до ранно предупреждение срещу UAV (безпилотен летателен апарат, UAV) и т.н. За цели за проникване в различни сценарии за сигурност лидарът за сигурност има висока степен на откриване и може да определи атрибутите на целта за проникване, да определи информация за местоположението и да предостави навременни предупреждения. Целите за откриване в различни сценарии за сигурност са показани в таблица 1. Може да се види, че целите за проникване, насочени в сценариите на приложения за сигурност, са главно тълпи. Следователно до известна степен това изисква лидарът за сигурност да отговаря на изискванията за скриване на светлинен източник и безопасност на човешкото око. Това позволява скрита защита и наблюдение на сигурността на целите за откриване. За да се справят с непрекъснато променящата се сложна среда, в областта на сигурността, интеграторите и крайните клиенти обръщат повече внимание на точността на откриване на целите за проникване, като ефект на разпознаване и точност на позициониране, както и нисък процент на фалшиви аларми и фалшиво отрицание процент. Въпреки това, ключовият фактор, влияещ върху честотата на фалшивите аларми и честотата на фалшивите аларми на лидара за сигурност, не е точността на измерване, а стабилната и надеждна способност срещу смущения и способността за защита на лидара за сигурност. Както е показано на фигура 2, в сложни горски сцени използването на дронове, оборудвани с лидар за откриване на цели за проникване, може да доведе до погрешна преценка поради сложността на фактори като температура и влажност в работната среда. Следователно лидарът за сигурност трябва да има характеристиките на високо ниво на защита, силна способност срещу смущения и добра адаптивност към околната среда, за да се гарантира нормална употреба в тежки среди.

Фиг. 2 Дронове, оборудвани със защитен LiDAR за откриване на цел за проникване в горски сценарий

Традиционният лидар се използва най-вече в индустрии като високопрецизна инженерна геодезия и индустриална геодезия. Точността на измерване може да достигне милиметър, докато точността на измерване на ъгъла обикновено е 0. 001 градус или дори по-ниско. Той приема механична структура с многожични снопове. Със загубата на вътрешни движещи се части, експлоатационният живот се намалява, разходите за поддръжка се увеличават и стабилността е лоша, което значително ограничава популяризирането и приложението на lidar в областта на сигурността. Сред масовите чуждестранни лидарни продукти за сигурност, Flash означава светкавица с площен масив, OPA означава оптична фазирана решетка, а ρ е целевата отразяваща способност. В сравнение с традиционния лидар, той има малък размер, очевидни предимства в цената, добра стабилност и е лесен за насърчаване на масово производство. Основните производители на лидари за търговска сигурност включват германския SICK и японския HOKUYO. Лидарните продукти за сигурност на тези компании са зрели 2D едноредови лидари, които се използват широко в промишлени области и заемат основния поток на пазара за сигурност. Областта на сигурността няма високи изисквания към точността на измерване на лазерния радар. Точността на измерване обикновено е на ниво сантиметър, а точността на измерване на ъгъла е около 0,1 градуса. През последните години високопроизводителният и евтин лидар в твърдо състояние, пуснат от компании като Quanergy и Ouster в Съединените щати, постепенно се превърна в незаменим продукт в областта на интелигентните приложения за сигурност на лидарите.

Информация за връзка:

Ако имате някакви идеи, не се колебайте да говорите с нас. Без значение къде са нашите клиенти и какви са нашите изисквания, ние ще следваме целта си да предоставим на нашите клиенти високо качество, ниски цени и най-доброто обслужване.