Branchenwissen | Kleine Details zur Verwendung von LiDAR-Sensoren in speziellen Szenarien
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- 2024/5/29
Zusammenfassung
Zu den LiDAR-Sensorprodukten gehören Modelle mit Hindernisvermeidung, Navigationssensoren und integrierte Navigations- und Hindernisvermeidungssensoren. Sie bieten die Vorteile einer hohen Messgenauigkeit, einer schnellen Scangeschwindigkeit, einer starken Entstörungsfähigkeit, einer geringen Größe, eines geringen Gewichts und einer hohen Zuverlässigkeit.
Der LiDAR-Sensor ist eine Technologie, die erstmals in den 1960er Jahren entwickelt wurde. Dank seiner breiten Anwendung hat LiDAR in den letzten Jahren einen neuen Aufschwung erlebt und branchenübergreifend eingesetzt. Es hat sich schnell zu einer Schlüsseltechnologie in den Bereichen autonomes Fahren, Drohneninspektionen, industrielle Automatisierung usw. entwickelt.
Bislang hat DADISICK mehrere LiDAR-Sensorserien auf den Markt gebracht, darunter Modelle zur Hindernisvermeidung, Navigation sowie integrierte Navigations- und Hindernisvermeidungsmodelle. Sie zeichnen sich durch hohe Messgenauigkeit, schnelle Scangeschwindigkeit, starke Entstörungsfähigkeit, geringe Größe, geringes Gewicht und hohe Zuverlässigkeit aus und sind die ideale Wahl für industrielle AGVs, mobile Roboter und langsame Roboter.
Jeder Sensor verfügt aufgrund seiner Leistungsmerkmale über ein eigenes geeignetes Anwendungsszenario. Für den Einsatz in speziellen Umgebungen gibt es für LiDAR auch einige Tipps.
Funktionsprinzip des LiDAR-Sensors
Der LiDAR-Sensor basiert auf dem Time-of-Flight-Prinzip (TOF). LiDAR sendet einen Laserimpuls aus und misst die Zeit, die der Impuls benötigt, um nach der Reflexion von der Oberfläche des zu messenden Ziels zurückzukehren. Anschließend wird dieser Wert in Entfernungsdaten umgewandelt.
Der Zeitunterschied zwischen dem Aussenden von Licht und dem Empfangen von Licht beträgt t
c ist die Lichtgeschwindigkeit, dann ist die Entfernung zwischen Radar und Ziel
Der LiDAR-Sensor reflektiert den Laserimpuls durch einen Reflektor. Wird der Reflektor durch den Motor angetrieben, entsteht eine Scanebene senkrecht zur Rotationsachse. Das Radar sendet zu einem festen Zeitpunkt Lichtimpulse aus, und der Motor treibt den Sendespiegel zur Rotation an, sodass zweidimensionale Punktwolkendaten erzeugt werden können.
Wenn sich in der Umgebung ein transparentes Medium befindet
Schwierigkeitsgrad :
Befindet sich in der Umgebung ein transparentes Medium (z. B. sauberes Wasser), kann das Ziel innerhalb oder hinter dem transparenten Medium gemessen werden. Da Licht im transparenten Medium gebrochen wird, befindet sich das gemessene Ziel tatsächlich auf dem gebrochenen Lichtweg, während das Messergebnis auf dem geraden Lichtweg liegt und die gemessene Zielposition abweicht. Darüber hinaus kann das Radar zwei reflektierte Echos empfangen, eines von der Reflexion der tatsächlichen Zieloberfläche innerhalb oder hinter dem transparenten Medium und das andere von der diffusen Reflexion der nicht vollständig sauberen Oberfläche des transparenten Mediums. Zu diesem Zeitpunkt ist das Messergebnis unsicher, ob es sich um die Mediumoberfläche oder das tatsächliche Ziel handelt.
Gegenmaßnahmen:
Im praktischen Einsatz benötigen transparente Medien in der Umgebung, insbesondere solche mit spiegelnden Oberflächen, eine spezielle Behandlung, um instabile oder fehlerhafte Messergebnisse zu vermeiden. Die spezifische Behandlungsmethode kann darin bestehen, die Oberfläche des Mediums diffus halbtransparent zu machen, Transparenz und Reflexionsvermögen zu reduzieren oder diese Positionen bei der Verarbeitung der Messdaten abzuschirmen.
Beim Messen von Spiegelzielen
Vorsicht bei der Messung von Spiegelzielen! Eine effektive Messung ist nur möglich, wenn die Zieloberfläche senkrecht zum einfallenden Laserstrahl steht. Ist der Laserstrahl nicht senkrecht einfallend, ist die diffuse Reflektivität sehr gering, was zu einer ineffektiven Messung führt. Das tatsächliche Messergebnis ist die Entfernung zum Spiegelziel auf dem Weg der Spiegelreflexion, wie in der Abbildung dargestellt:
Die Radarprojektion auf das Spiegelziel erzeugt eine Totalreflexion, und das Totalreflexionslicht wird auf das Ziel projiziert. Die tatsächliche vom Radar gemessene Entfernung ist die Entfernung des gepunkteten Rahmenziels.
Über die tatsächliche Reichweite des LiDAR-Sensors
Die tatsächliche Reichweite des Radars für ein bestimmtes Ziel wird von den folgenden Faktoren beeinflusst:
1. Ziel-Diffusreflexion:
Die diffuse Reflektivität des Ziels hängt nicht nur vom Material, sondern auch von der Oberflächenausrichtung ab. Je höher die diffuse Reflektivität des Ziels, desto größer ist die tatsächliche Reichweite.
2. Reflexionsbereich:
Der vom Laserpunkt abgedeckte Bereich der Zieloberfläche. Je größer der Abdeckungsbereich, desto länger die tatsächliche Messdistanz.
3. Verschmutzung der lichtdurchlässigen Abdeckung:
Eine verschmutzte lichtdurchlässige Abdeckung des Radars führt zu einer Verringerung der Lichtdurchlässigkeit. Je stärker die Lichtdurchlässigkeit abnimmt, desto schlechter ist die Messleistung. Wenn die Lichtdurchlässigkeit auf 60 % sinkt, kann die Messleistung völlig unwirksam sein.
4. Atmosphärische Bedingungen:
Die tatsächliche Messleistung des Radars wird auch durch die atmosphärischen Bedingungen beeinflusst, insbesondere bei Arbeiten im Freien. Je schlechter die Lichtausbreitungsfähigkeit der Atmosphäre, desto geringer ist die tatsächliche Messleistung des Radars. Bei extremen Wetterbedingungen (wie dichtem Nebel) ist die Messleistung völlig wirkungslos.
Heiße Verkaufsprodukte
5 m Entfernung. Eine Technik, bei der mithilfe eines Laserstrahls Entfernungen gemessen und detaillierte Karten von Objekten und Umgebungen erstellt werden.
20 m Entfernung. Eine Technik, bei der mithilfe eines Laserstrahls Entfernungen gemessen und detaillierte Karten von Objekten und Umgebungen erstellt werden.
Erfassungsbereich 20 m. Eine Technik, die mithilfe eines Laserstrahls Entfernungen misst und detaillierte Karten von Objekten und Umgebungen erstellt.
Durch die Umwandlung des Lasers in elektrische Signale können verschiedene Eigenschaften wie Entfernung, Verschiebung oder Position bestimmt werden.