Trois implémentations LiDAR industrielles

Un pas de géant s'opère dans la mobilité. Que ce soit dans le secteur automobile, où se développent des solutions de conduite autonome, ou dans des applications industrielles utilisant la robotique et les véhicules guidés automatisés. Les différents composants de l'ensemble du système doivent coopérer les uns avec les autres et se compléter. L'objectif principal est de créer une vue 3D transparente autour du véhicule, d'utiliser cette image pour calculer les distances des objets et d'initier le mouvement suivant du véhicule à l'aide d'algorithmes spéciaux. En fait, trois technologies de capteurs sont utilisées en même temps ici : le LiDAR (LiDAR), le radar et les caméras. Selon le scénario d'application spécifique, ces trois capteurs ont leurs propres avantages. La combinaison de ces avantages avec des données redondantes peut grandement améliorer la sécurité. Mieux ces aspects sont coordonnés, mieux la voiture autonome pourra naviguer dans son environnement.

1. Temps de vol direct (dToF) :

Dans l'approche du temps de vol, les fabricants de systèmes utilisent la vitesse de la lumière pour générer des informations de profondeur. En bref, des impulsions lumineuses dirigées sont émises dans l'environnement, et lorsque l'impulsion lumineuse frappe un objet, elle est réfléchie et enregistrée par un détecteur près de la source lumineuse. En mesurant le temps nécessaire au faisceau pour atteindre l'objet et revenir, la distance de l'objet peut être déterminée, tandis que dans la méthode dToF, la distance d'un seul pixel peut être déterminée. Les signaux reçus sont finalement traités pour déclencher des actions correspondantes, telles que des manœuvres d'évitement de véhicule pour éviter des collisions avec des piétons ou des obstacles. Cette méthode est appelée temps de vol direct (dToF) car elle est liée au "temps de vol" exact du faisceau. Les systèmes LiDAR pour véhicules autonomes sont un exemple typique d'applications dToF.

2. Temps de vol indirect (iToF) :
L'approche indirecte du temps de vol (iToF) est similaire, mais avec une différence notable. L'éclairage d'une source lumineuse (généralement un VCSEL infrarouge) est amplifié par une feuille d'esquive et des impulsions (cycle de service de 50 %) sont émises dans un champ de vision défini.

Dans le système en aval, un "signal standard" enregistré déclenchera le détecteur pendant un certain temps si la lumière ne rencontre pas d'obstacle. Si un objet interrompt ce signal standard, le système peut déterminer les informations de profondeur de chaque pixel défini du détecteur sur la base du déphasage résultant et du retard du train d'impulsions.

3. Vision Stéréo Active (ASV)

Dans la méthode de "vision stéréo active", une source de lumière infrarouge (généralement un VCSEL ou un IRED) éclaire la scène avec un motif, et deux caméras infrarouges enregistrent l'image en stéréo.
En comparant les deux images, le logiciel en aval peut calculer les informations de profondeur requises. Les lumières prennent en charge les calculs de profondeur en projetant un motif, même sur des objets avec peu de texture tels que les murs, les sols et les tables. Cette approche est idéale pour la détection 3D haute résolution à courte portée sur les robots et les véhicules à guidage automatique (AGV) pour l'évitement d'obstacles.