Senzor laser LiDAR în aplicația domeniului de securitate

LiDARSenzor laser emite în mod activ lumină laser și poate obține informații precum distanța, orientarea, viteza și conturul unei ținte intruse cu precizie ridicată și rezoluție ridicată. A fost utilizat pe scară largă în domenii precum securitatea urbană și securitatea industrială. Acest articol prezintă pe scurt producătorii de lidar de securitate naționali și străini și specificațiile tehnice ale produselor lor. Combinând nevoile diferitelor aplicații de securitate, principiile, caracteristicile și situația actuală a lidarului în cadrul diferitelor sisteme tehnice sunt discutate din trei aspecte: schema de interval, metoda de scanare și selectarea sursei de lumină. În cele din urmă, tendințele de aplicare și perspectivele de dezvoltare ale lidar de securitate sunt rezumate și prospectate. Pentru a satisface nevoile aplicațiilor de securitate pentru consumatori, lidar de securitate se va dezvolta în continuare în direcțiile de cost redus, performanță ridicată, serializare, miniaturizare, stare solidă, cipizare și integrare multi-sursă.

Odată cu dezvoltarea științei și tehnologiei și îmbunătățirea gradului de conștientizare a siguranței, din ce în ce mai multTehnologii de detectare a senzorilor lasersunt utilizate pe piața securității. Metodele tradiționale de securitate folosesc senzori activi și pasivi pentru detectare pentru a realiza aplicații precum monitorizarea sunetului, supravegherea video, alarma cu infraroșu și identificarea controlului accesului. LiDAR (Light Detection and Ranging, LiDAR) este un senzor inteligent pentru percepția activă a mediului. În comparație cu camerele tradiționale și tehnologia de detectare în infraroșu pasiv, nu este limitată de condiții precum mediul de iluminare și caracteristicile țintei și are un puternic anti-interferență. În comparație cu tehnologia fasciculului laser poate oferi informații precum poziția dinamică a țintei, are funcții de poziționare și urmărire și este foarte flexibilă; în comparație cu tehnologiile radar tradiționale, cum ar fi radarul cu unde milimetrice și cu microunde, lungimea sa de undă de funcționare este mai scurtă și poate obține cu precizie informații precum distanța și viteza țintei. ,Rezoluție înaltă. Se poate observa că lidar are avantaje evidente în domeniul securității, are o gamă largă de scenarii de aplicare și joacă un rol important în securitatea urbană și siguranța industrială. Lidarul tradițional la nivel de topografie este de obicei voluminos și costisitor, ceea ce limitează promovarea și aplicarea pe scară largă în domeniul securității. Cererea de pe piață pentru lidar ușor și ieftin este în creștere. În plus, particularitatea domeniului de securitate are unele cerințe speciale pentru proiectarea hardware-ului lidar, indicatorii de performanță și algoritmii software: protecția perimetrală a zonelor sensibile necesită o rată mare de detectare și o rată scăzută a alarmelor false; monitorizarea mediului pentru protecția țintei, sursa sa de lumină trebuie să fie ascunsă și sigură pentru ochii oamenilor; protecția clădirii în condiții dure necesită ca aceasta să fie stabilă și fiabilă, cu un nivel ridicat de protecție.

Pentru a răspunde nevoilor speciale din domeniul securității, cercetările privind tehnologiile cheie lidar continuă să se aprofundeze. Principalele diferențe dintre LiDAR-urile diferitelor sisteme tehnice constă în schema de distanță, metoda de scanare și selecția sursei de lumină. Aceste trei aspecte determină în mod direct parametrii de bază, cum ar fi siguranța ochiului uman, performanța de detectare și câmpul vizual de scanare. Ele sunt cheia pentru a obține un consum redus de energie și miniaturizare. Cheia pentru producția în masă la preț redus de lidar de securitate de calitate pentru consumatori. Tendința viitoare de dezvoltare a industriei securității va fi „identificare inteligentă-avertizare timpurie inteligentă-procesare în timp real” universală și pentru orice vreme, ceea ce necesită ca sistemul să fie mai inteligent și mai integrat, având în același timp performanțe ridicate. Combinarea tehnologiei lidar cu tehnologii precum inteligența artificială și internetul mobil poate realiza o dezvoltare diversificată a tehnologiilor și produselor de securitate.

Ca „ochi” ai securității inteligente, caracteristica remarcabilă a lidarului de securitate constă în protecția de siguranță. În primul rând, poate detecta ținte de intruziune și poate oferi avertismente de securitate în același timp; în al doilea rând, are un nivel de securitate ridicat și răspunde nevoilor de siguranță a ochiului uman și de ascunderea surselor de lumină; în cele din urmă, are un nivel ridicat de protecție și poate funcționa stabil și fiabil în medii dure. Pe baza parametrilor fizici pe care îi detectează, cum ar fi distanța, scala de gri, viteza și unghiul, lidarul de securitate poate calcula orientarea, distanța, lățimea și adâncimea țintei în timp real și este utilizat în diferite tipuri de scenarii de securitate. De exemplu, distanța lidar poate fi utilizată în domenii precum detectarea siguranței industriale și protecția clădirilor pentru a monitoriza zonele țintă și pentru a obține avertismente de distanță sigură; Speed ​​lidar poate fi utilizat pentru a monitoriza vehiculele care circulă cu viteză și pentru a clasifica cu precizie încălcările pentru a asigura siguranța rutieră. Siguranță. În plus, lidar poate utiliza informații precum distanța, unghiul și scara de gri pentru a obține imagini țintă și este potrivit pentru urmărirea și recunoașterea țintei și alte câmpuri. Lidarul de securitate este utilizat pe scară largă în domenii precum protecția perimetrului, monitorizarea industrială, avertizarea la intruziune și protecția relicvelor culturale.

Fig. 1 Scenarii de aplicare. （a）Protecția perimetrului;（b）monitorizare industrială;（c）avertizare de intruziune;（d）protecția relicvelor culturale

În ultimii ani, odată cu dezvoltarea rapidă a lidarului de securitate, scenariile de aplicare ale acestuia au devenit din ce în ce mai extinse, de la protecția clădirilor interioare și exterioare la controlul inteligent al traficului, la avertizare timpurie anti-UAV (Unmanned Aerial Vehicle, UAV) etc. Pentru ținte de intruziune în diferite scenarii de securitate, lidar de securitate are o rată de detecție ridicată și poate determina atributele țintei de intruziune, poate determina informații despre locație și poate oferi avertismente în timp util. Țintele de detectare în diferite scenarii de securitate sunt prezentate în Tabelul 1. Se poate observa că țintele de intruziune vizate în scenariile de aplicații de securitate sunt în principal aglomerații. Prin urmare, într-o anumită măsură, acest lucru necesită lidar de securitate pentru a îndeplini cerințele de ascundere a sursei de lumină și de siguranță a ochiului uman. Acest lucru permite protecția sub acoperire și monitorizarea securității țintelor de detectare. Pentru a face față mediului complex în continuă schimbare, în domeniul securității, integratorii și clienții finali acordă mai multă atenție acurateței de detecție a țintelor de intruziune, cum ar fi efectul de recunoaștere și precizia de poziționare, precum și rata scăzută de alarmă falsă și fals negativ. rată. Cu toate acestea, factorul cheie care afectează rata alarmei false și rata alarmei false a lidarului de securitate nu este precizia măsurării, ci capacitatea stabilă și fiabilă anti-interferență și capacitatea de protecție a lidarului de securitate. Așa cum se arată în Figura 2, în scenele de pădure complexe, utilizarea dronelor echipate cu lidar pentru a detecta ținte de intruziune poate duce la evaluarea greșită din cauza complexității factorilor precum temperatura și umiditatea din mediul de lucru. Prin urmare, lidarul de securitate ar trebui să aibă caracteristicile unui nivel ridicat de protecție, o capacitate puternică anti-interferență și o bună adaptabilitate la mediu pentru a asigura utilizarea normală în medii dure.

Fig. 2 Drone echipate cu LiDAR de securitate pentru detectarea țintei de intruziune în scenariu forestier

Lidarul tradițional este utilizat mai ales în industrii precum topografia inginerească de înaltă precizie și topografia industrială. Precizia de măsurare poate atinge nivelul milimetric, în timp ce precizia măsurării unghiului este în general 0. 001 grad sau chiar mai jos. Adoptă o structură mecanică de cablaj cu mai multe fire. Odată cu pierderea pieselor interne mobile, durata de viață este redusă, costul de întreținere crește, iar stabilitatea este slabă, ceea ce limitează foarte mult promovarea și aplicarea lidarului în domeniul securității. Printre produsele principale de securitate străină Lidar, Flash înseamnă bliț cu matrice de zonă, OPA înseamnă matrice optică în fază și ρ este reflectivitatea țintă. În comparație cu lidarul tradițional, are dimensiuni mici, avantaje evidente de cost, stabilitate bună și este ușor de promovat producția de masă. Principalii producători comerciali de lidar de securitate includ SICK din Germania și HOKUYO din Japonia. Produsele lidar de securitate ale acestor companii sunt lidar matur 2D cu o singură linie, care sunt utilizate pe scară largă în domeniile industriale și ocupă curentul principal al pieței de securitate. Domeniul de securitate nu are cerințe ridicate pentru precizia de măsurare a radarului laser. Precizia măsurării este în general la nivelul centimetrului, iar precizia măsurării unghiului este de aproximativ 0,1 grad. În ultimii ani, lidar-ul în stare solidă de înaltă performanță, cu costuri reduse, lansat de companii precum Quanergy și Ouster în Statele Unite, a devenit treptat un produs indispensabil în domeniul aplicațiilor de securitate inteligentă lidar.

Informații de contact:

Dacă aveți idei, nu ezitați să discutați cu noi. Indiferent unde sunt clienții noștri și care sunt cerințele noastre, ne vom urmări obiectivul de a oferi clienților noștri calitate înaltă, prețuri mici și cele mai bune servicii.