Jste zde

Jak může LIDAR zlepšit viditelnost vašeho robota

SOS electronic, 11. Duben 2023 - 8:22

LIDAR je nezbytnou technologií pro roboty, kteří musí navigovat v neznámém prostředí. Díky schopnosti měřit vzdálenost a vytvářet 3D mapu okolí mohou roboti snadno identifikovat překážky a vyhnout se srážkám. Přečtěte si, jak LIDAR může pomoci zlepšit viditelnost vašeho robota a snížit riziko nehod.

Princip činnosti technologie LIDAR

Triangulační LIDAR

Zdroj:YDLIDAR

 

Když laserový paprsek ozáří objekt, který je v minimální měřitelné vzdálenosti, optika přijímače zaostří odražené záření na pixel N. Podobně je odražené záření od objektu v maximální měřitelné vzdálenosti zaostřeno na pixel 1. Vzdálenosti a úhly mezi laserem, optikou senzoru a samotným senzorem jsou přesně definované, což umožňuje použití goniometrických rovnic pro výpočet vzdálenosti mezi objektem a LIDARem. LIDAR používá infračervený laser o vlnové délce 793 nm.

Z principu činnosti vyplývá, že většina pixelů senzoru je využita k měření menších vzdáleností, LIDAR proto měří přesněji menší vzdálenosti. Například pro obrázek nahoře se snímačem s 2048 pixely je pro rozsah do 2 m použito přibližně 1200 pixelů (1 pixel = 1,67 mm) a pro rozsah 2 až 10 m je k dispozici 848 pixelů (1 pixel = 9,43 mm).

V reálném LIDARu jsou vzdálenosti a úhly zvoleny tak, aby umožnily měření vzdálenosti v požadovaném rozsahu, například pro Ydlidar G4 je to 0,28 až 16 m s přesností ±20 mm pro vzdálenosti <1 m a ±2 % pro rozsah 1... 8 m.

Citlivý senzor lze snáze „oslepit“, proto je tento druh LIDARu vhodnější pro použití v interiéru s intenzitou osvětlení do 550 lx, nad 2000 lx již hrozí poškození senzoru. Výjimkou je Ydlidar X4 Pro, který pracuje i při osvětlení 2000 lx a jeho maximum je 40 000 lx.

Time of flight LIDAR (ToF  LIDAR)

Zdroj: YDLIDAR

Laser periodicky vyzařuje krátké impulzy světla v infračervené oblasti. Světlo odražené od objektu je detekované fotodetektorem. LIDAR měří čas mezi vyzářeným impulzem a časem, kdy byl detekován odraz. LIDAR používá infračervený laser o vlnové délce 905 nm.

Zdroj: YDLIDAR

Maximální měřitelná vzdálenost definovaná periodou T, Dmax. = 0,5 cT a odstupem signál/šum. Minimální měřitelná vzdálenost je omezena přesností měření času.

Porovnáme-li například přesnost senzorů LIDAR TG30 a G4, zjistíme, že G4 je přesnější do vzdálenosti 3 m a pro větší vzdálenosti je přesnější TG30.

Fotodetektor má podstatně vyšší odolnost proti „oslepení“ než senzor použitý v triangulačních LIDARech. Pracuje typicky až do 70 000 lx a vydrží maximálně 100 000 lx. Je tedy vhodnější pro práci ve vnějším prostředí.

Význam důležitých parametrů

Horní část LIDARu, ve které je umístěn laser, fotodetektor a optika, se otáčí, zorné pole (Horizontal FoV) je tedy 360˚. Rychlost otáčení je typicky 5…12 otáček/s (Motor Frequency) a je nastavitelná pomocí PWM nebo příkazem přes rozhraní UART. Frekvence měření (Ranging Frequency) je v rozmezí 3000 až 20 000 Hz v závislosti na typu a není nastavitelná. Při frekvenci 3000 Hz a 6 otáčkách/s udělá lidar na jednu otáčku (360˚) 500 měření. Z toho vyplývá další parametr, úhlové rozlišení (Angle Resoultion). Pro tento případ je úhlové rozlišení 360/500 = 0,72˚. Význam ostatních parametrů je zřejmý.

 

Zdroj:YDLIDAR

Jak začít s LIDARem

Každý lidarový vývojový kit obsahuje samotný LIDAR, převodník z rozhraní LIDARu (UART, PWM) na USB a USB kabel. Pro operační systém Windows budete potřebovat nainstalovat VCP ovladače pro CP2102 a stáhnout LidarViewer (TOOL) ze stránek Ydlidar.

Pro testování v Linuxu budete potřebovat nainstalovat ROS (Robot Operating System) pro vaši distribuci Linuxu, stáhnout zdrojové kódy SDK a ovladače pro konkrétní LIDAR ze stránek Ydlidar, zkompilovat a nainstalovat je. Podrobnosti naleznete v uživatelském manuálu.

Senzory měření vzdálenosti, které mají největší potenciál být úspěšné v mnoha současných aplikacích i těch v budoucnosti, od společnosti YDlidar, SOS electronic zařadil do svého sortimentu. Vyberte si z nabídky produktů dostupných přímo ze skladu. Další LIDARy vám rádi zajistíme na objednávku co nejrychleji a za výhodných podmínek. Více technických informací k jednotlivým senzorům naleznete přímo na webu SOS electronic.

Máte zájem o více informací k produktům YDlidar nebo o technické poradenství při výběru produktu? Případně máte jinou otázku či požadavek?  Kontaktujte, prosím, obchodní zástupce SOS electronic na adrese sales@soselectronic.com.

Nechcete přijít o žádné technické novinky? Sledujte SOS electronic na sociálních sítích Facebook, LinkedIn, YouTube, Twitter, Instagram.
ZDROJ www.soselectronic.com/cz

Download a odkazy:

Hodnocení článku: 

Kontaktujte svého distributora

* Hvězdičkou (*) označené údaje jsou povinné.

CAPTCHA
Toto je ochrana před spamem.