Mythau Cyffredin Am Synwyryddion LiDAR - Rhan 1

Wrth i wyddoniaeth a thechnoleg y byd ddatblygu tuag at ddeallusrwydd ac effeithlonrwydd uchel,Modiwl Laser Lidarac mae ei geisiadau hefyd wedi cael mwy a mwy o sylw. Fodd bynnag, mae gan bobl hefyd rai camddealltwriaeth am dechnoleg a pherfformiad lidar. Bydd yr erthygl hon yn datgelu pum camddealltwriaeth gyffredin am lidar.

1. Mae technoleg cais lidar yn gymhleth
Er bod lidar yn synhwyrydd cymhleth sy'n cynnwys gwahanol galedwedd, mae ei egwyddor waith sylfaenol mewn gwirionedd yn eithaf syml. Mae'r synhwyrydd yn defnyddio dull amser hedfan, egwyddor ganfod sy'n debyg i ystlumod sy'n defnyddio tonnau sain neu radar sy'n defnyddio microdonau.
Os ydym yn torri'r synhwyrydd i lawr i'w gydrannau, sef yr uned gwyro laser, synhwyrydd a thrawst, nid yw lidar bellach yn dechnoleg frawychus. Mae'r ffynhonnell laser yn allyrru corbys laser yn gyntaf. Mae'r corbys hyn yn cael eu gwyro i'r olygfa trwy ficro-galfanomedrau. Mae'r synhwyrydd yn canfod y golau Q adlewyrchiedig ac yn cyfrifo'r pellter yn gywir yn seiliedig ar yr amser allyriadau pwls laser a'r amser dychwelyd.
Mae'r broses hon yn cael ei hailadrodd filoedd neu hyd yn oed filiynau o weithiau yr eiliad i gynhyrchu cymylau pwynt amgylchedd 3D cywir mewn amser real. Mae'r data cwmwl pwynt 3D hyn yn hawdd eu dadansoddi a'u defnyddio, er enghraifft, ar gyfer gwneud penderfyniadau gyrru ymreolaethol.
Datblygodd y dechnoleg ar ôl dyfeisio laserau pwls yn gynnar yn y 1960au, sy'n allyrru corbys o olau dro ar ôl tro yn hytrach na defnyddio tonnau di-dor.

⒉. Mewn ceisiadau ceir hunan-yrru, mae lidar yn ddiangen
Anwybyddodd Elon Musk y defnydd o lidar mewn ceir hunan-yrru mewn cynhadledd yn 2019, digwyddiad sydd wedi silio llawer o fythau am lidar hyd yn hyn. Mae'n honni bod lidar, gyda chymorth camerâu ac algorithmau smart, yn ddiangen ac y bydd bob amser yn dal ei dir.
Mae camerâu yn defnyddio gwahanol dechnolegau adnabod delweddau i gasglu delweddau gweledol lliw, ond dim ond data 2D y gall defnyddio un camera ei ddal, a all arwain yn hawdd at rithiau gweledol a chamfarnau pellter. Mae enghreifftiau trasig o'r diffygion hyn yn beryglus ac weithiau'n angheuol.
Mewn cyferbyniad, gall lidar ddal data 3D yn ddibynadwy a nodi pellteroedd a meintiau gwrthrychau yn gywir.
Mae integreiddio data lidar 3D cywir yn helpu'r camera i ddal i ganfod yr amgylchedd cyfagos hyd yn oed pan fo'r camera yn "ddall". Er enghraifft, mae angen peth amser ar y camera i addasu i newidiadau golau ar ôl gadael twnnel.
Ar ben hynny, gall y delweddau 2D a gynhyrchir gan y camerâu ymddangos yn ddigon cywir i hyfforddi algorithmau ceir hunan-yrru. Ond mae ganddyn nhw lawer o anghywirdebau o hyd sy'n lleihau cywirdeb modelau dysgu peiriannau ac felly gallu'r cerbyd i synhwyro, rhagfynegi a gwneud penderfyniadau. Mae angen i alluoedd dysgu peiriannau sy'n hwyluso gyrru ymreolaethol fod yn raddadwy a datrys y "broblem gynffon hir." Mae hyn yn golygu nad yw'n ddigon i ddarparu ar gyfer 95 y cant o'r senarios a wynebir gan gerbydau ar y ffordd. Rhaid i alluoedd gyrru ymreolaethol sy'n seiliedig ar ddysgu peiriannau hefyd dargedu 5 y cant . Mae hyfforddiant ar sefyllfaoedd anodd wrth wella ei berfformiad yn barhaus yn gofyn am lawer iawn o ddata system camera pur ar gyfer hyfforddiant.
Mewn cyferbyniad, gall lidar ddarparu mwy o fodelau rhagfynegi dysgu peiriant wrth gynhyrchu data hyfforddi manylder uwch. Felly, mae lidar yn synhwyrydd angenrheidiol ar gyfer systemau gyrru ymreolaethol mwy dibynadwy a chadarn.

3. Gall synwyryddion eraill ddisodli Lidar yn llwyr
Un o'r camsyniadau mwyaf cyffredin am lidar yw y gellir ei ddisodli gan gamera neu synhwyrydd radar, camsyniad sy'n deillio o ddiffyg dealltwriaeth o sut mae'r technolegau synhwyrydd hyn yn dosbarthu gwrthrychau mewn gwahanol ffyrdd. Ar ôl deall gwahanol alluoedd y synwyryddion hyn a'r mathau o ddata y maent yn ei gynhyrchu, byddwn yn gweld sut maent yn ategu ei gilydd o ran ymarferoldeb. Yr hyn y mae'r camera yn ei ddal yw delwedd 2D, sy'n darparu gwybodaeth graddlwyd neu liw, gwead a chyferbyniad. Er mwyn dadansoddi'r data hwn ymhellach, mae angen meddalwedd adnabod delweddau. Oherwydd bod y camera yn defnyddio egwyddor mesur goddefol, mae angen goleuo gwrthrychau i'w canfod. Yn ogystal, mae angen dau gamerâu neu fwy i greu delweddau 3D, yn ogystal â phwer cyfrifiadura uchel.
Mae gan wybodaeth tri dimensiwn mesur seren radar gywirdeb uchel iawn wrth bennu pellter a chyflymder gwrthrychau. Fodd bynnag, mae'r cydraniad yn isel ac ni allant ganfod yn gywir (ar raddfa centimedr) na dosbarthu gwrthrychau.
Mae LiDAR yn creu cwmwl pwynt o'r data tri dimensiwn a gasglwyd. Yn seiliedig ar siâp a maint y cwmwl pwynt, gall ganfod gwrthrychau yn gywir a'u dosbarthu i wahanol gategorïau, megis pobl, ceir, adeiladau, ac ati.
Mae LiDAR yn llenwi bylchau technolegau synhwyrydd eraill trwy gasglu gwybodaeth tri dimensiwn hynod fanwl a dibynadwy. Gall ganfod a dosbarthu targedau yn gywir mewn gwahanol amgylcheddau, gan wneud iddo sefyll allan ymhlith gwahanol fathau o synwyryddion. Gellir defnyddio data o gamerâu ar gyfer dadansoddiad dyfnach, a gellir gwirio data amrediad a chyflymder a gesglir gan radar gyda LiDAR am fwy o gywirdeb. Mae hyn yn golygu y bydd pob cymhwysiad sy'n seiliedig ar synhwyrydd yn y dyfodol yn integreiddio camerâu, systemau radar, lidar a synwyryddion eraill.

4. Ni all Lidar weithio mewn amodau amgylcheddol llym
Ni all camerâu weithredu heb ddigon o oleuadau amgylchynol, megis mewn cymwysiadau modurol lle gall ystod canfod y camera gyrraedd yr ystod prif oleuadau yn unig. Mewn cyferbyniad, mae gan lidar ystod ganfod o gannoedd o fetrau waeth beth fo'r amodau arddwysedd golau oherwydd ei fod yn dibynnu ar drawstiau laser isgoch yn hytrach na golau gweladwy. Mewn geiriau eraill, gall car hunan-yrru sydd â synhwyrydd lidar yrru mor esmwyth yn y tywyllwch ag yn ystod y dydd, hyd yn oed os yw'r prif oleuadau wedi'u diffodd.
O ran amodau garw fel niwl, glaw neu eira, mae LiDAR unwaith eto yn dangos mantais amlwg mewn perfformiad a gall wneud iawn am ddiffygion synwyryddion eraill (fel camerâu) yn y system ganfyddiad.
Mae Lidars yn aml yn perfformio'n well na chamerâu yn y glaw oherwydd bod eu trawstiau'n fawr. Mae hyn yn caniatáu i'r trawst osgoi rhwystrau (fel diferion glaw) ar y drych synhwyrydd, felly ni effeithir ar ystod y lidar i raddau penodol. Mewn cymhariaeth, mae maint picsel camera yn llawer llai na maint diferyn glaw, felly bydd ei olwg yn cael ei guddio.
Mae'r trawst mawr hefyd yn galluogi'r lidar i ganfod adleisiau lluosog o wahanol ystodau a phrosesu dim ond yr un sydd â'r signal cryfaf. Gall hyn hefyd fod yn ddefnyddiol mewn tywydd gwael, megis pan fydd hi'n bwrw eira, oherwydd gall y lidar anwybyddu effaith adlewyrchiadau o blu eira. Ni all camera heb unrhyw algorithmau dysgu peiriant wahaniaethu rhwng plu eira, lensys gwlyb neu wrthrychau caled, ac yn y pen draw mae'n dychwelyd delwedd ystumiedig.
Mae gan LiDAR hefyd amseroedd datguddio a chyflymder caead byrrach (miliynfedau o eiliad) na chamerâu (milfedfedau o eiliad), sy'n golygu nad yw diferion glaw yn cael eu canfod fel rhediadau sy'n rhychwantu picsel lluosog, ond fel siapiau amrwd.
Gan fod lidar yn ddyfais optegol, gall ei berfformiad hefyd gael ei effeithio'n negyddol mewn amodau fel niwl trwm, ond mae'n dal i allu darparu data mwy gwerthfawr na synwyryddion fel camerâu a gall ganfod ar bellteroedd hirach.

5. Mae synwyryddion Lidar yn ddrud
Roedd yna amser pan mai'r unig lidars oedd ar gael ar y farchnad oedd caeadau cylchdroi, a oedd yn ddrud iawn ac yn swmpus ac ni ellid eu cynhyrchu mewn symiau mawr. Felly mae'n naturiol bod pobl yn dal i gael camsyniadau am lidar a'i bris uchel. Ond ers dyfodiad MEMS (systemau microelectromecanyddol) lidar, mae'r datganiad hwn wedi newid yn llwyr. Mae cydrannau MEMS wedi'u gwneud o silicon ac maent yn hawdd eu graddio i'w cynhyrchu, gan eu gwneud yn gost-effeithiol iawn.
Mae LiDAR cyflwr solet yn defnyddio cydrannau safonol ac nid oes angen unrhyw waith cynnal a chadw rheolaidd arno, gan leihau costau. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae cost y synwyryddion lidar hyn wedi gostwng o filoedd o ddoleri i gannoedd o ddoleri, tuedd a fydd yn parhau yn y dyfodol. Mewn gwirionedd, gellir gwerthu synwyryddion canol-ystod hyd yn oed am brisiau tri digid pan gânt eu cynhyrchu mewn cyfeintiau uchel.

Dyma rai camsyniadau cyffredin am dechnoleg lidar a'i chymwysiadau. Yn rhan dau o'r gyfres hon, byddwn yn datgelu mwy o gamddealltwriaethau am lidar y mae pobl yn eu hanwybyddu.

Gwybodaeth Cyswllt:

Os oes gennych unrhyw syniadau, mae croeso i chi siarad â ni. Ni waeth ble mae ein cwsmeriaid a beth yw ein gofynion, byddwn yn dilyn ein nod i ddarparu ein cwsmeriaid gyda safon uchel, prisiau isel, a'r gwasanaeth gorau.