LiDAR-lasersensor in de beveiligingstoepassing

LiDARLasersensor zendt actief laserlicht uit en kan met hoge precisie en hoge resolutie informatie verkrijgen zoals de afstand, oriëntatie, snelheid en contour van een binnendringend doelwit. Het wordt veel gebruikt op gebieden als stedelijke veiligheid en industriële veiligheid. Dit artikel introduceert een korte introductie van de reguliere binnenlandse en buitenlandse lidar-fabrikanten op het gebied van veiligheid en hun technische productspecificaties. Door de behoeften van verschillende beveiligingstoepassingen te combineren, worden de principes, kenmerken en huidige situatie van lidar onder verschillende technische systemen besproken vanuit drie aspecten: bereikschema, scanmethode en lichtbronselectie. Ten slotte worden de toepassingstrends en ontwikkelingsvooruitzichten van beveiligingslidar samengevat en geprospecteerd. Om aan de behoeften van consumentenbeveiligingstoepassingen te voldoen, zal security-lidar zich verder ontwikkelen in de richting van lage kosten, hoge prestaties, serialisatie, miniaturisatie, solid state, chipisatie en multi-source integratie.

Met de ontwikkeling van wetenschap en technologie en de verbetering van het veiligheidsbewustzijn steeds meerLasersensordetectietechnologieënworden gebruikt in de beveiligingsmarkt. Traditionele beveiligingsmethoden maken gebruik van actieve en passieve sensoren voor detectie om toepassingen zoals geluidsbewaking, videobewaking, infraroodalarm en toegangscontrole-identificatie te realiseren. LiDAR (Light Detection and Ranging, LiDAR) is een intelligente sensor voor actieve omgevingswaarneming. Vergeleken met traditionele camera's en passieve infrarooddetectietechnologie wordt het niet beperkt door omstandigheden zoals lichtomgeving en doelkenmerken, en heeft het een sterke anti-interferentie. Vergeleken met laserstraaltechnologie kan informatie worden verstrekt zoals de dynamische positie van het doel, heeft het positionerings- en volgfuncties en is het zeer flexibel; vergeleken met traditionele radartechnologieën zoals millimetergolf- en microgolfradar, is de operationele golflengte korter en kan deze nauwkeurig informatie verkrijgen zoals doelafstand en snelheid. ,Hoge resolutie. Het is duidelijk dat lidar duidelijke voordelen heeft op het gebied van beveiliging, een breed scala aan toepassingsscenario's heeft en een belangrijke rol speelt in stedelijke en industriële veiligheid. Traditionele lidar op landmeetkundig niveau is doorgaans omvangrijk en duur, wat de grootschalige promotie en toepassing ervan op veiligheidsgebied beperkt. De marktvraag naar lichtgewicht en goedkope lidar neemt toe. Bovendien stelt de specificiteit van het beveiligingsveld enkele speciale vereisten voor het ontwerp van lidar-hardware, prestatie-indicatoren en software-algoritmen: perimeterbeveiliging van gevoelige gebieden vereist een hoog detectiepercentage en een laag aantal valse alarmen; monitoringomgeving voor doelbescherming. De lichtbron moet verborgen en veilig zijn voor het menselijk oog; De bescherming van gebouwen onder zware omstandigheden vereist dat deze stabiel en betrouwbaar is met een hoog beschermingsniveau.

Om tegemoet te komen aan de bijzondere behoeften op veiligheidsgebied wordt het onderzoek naar belangrijke lidar-technologieën steeds verder verdiept. De belangrijkste verschillen tussen LiDAR's van verschillende technische systemen liggen in het bereikschema, de scanmethode en de selectie van de lichtbron. Deze drie aspecten bepalen rechtstreeks de kernparameters zoals de veiligheid van het menselijk oog, de detectieprestaties en het scanveld. Ze zijn de sleutel tot een laag energieverbruik en miniaturisatie. De sleutel tot goedkope massaproductie van beveiligingslidar voor consumenten. De toekomstige ontwikkelingstrend van de beveiligingsindustrie zal een allround en weerbestendig ‘intelligente identificatie-intelligente vroegtijdige waarschuwing-real-time verwerking’ zijn, wat vereist dat het systeem intelligenter en geïntegreerder is en tegelijkertijd hoge prestaties levert. Door lidartechnologie te combineren met technologieën zoals kunstmatige intelligentie en mobiel internet kan een gediversifieerde ontwikkeling van beveiligingstechnologieën en -producten worden bereikt.

Als de "ogen" van slimme beveiliging ligt het opvallende kenmerk van beveiligingslidar in de veiligheidsbescherming. Ten eerste kan het inbraakdoelen detecteren en tegelijkertijd beveiligingswaarschuwingen geven; ten tweede heeft het een hoog beveiligingsniveau en voldoet het aan de behoeften op het gebied van de veiligheid van het menselijk oog en het verbergen van lichtbronnen; ten slotte heeft het een hoog beschermingsniveau en kan het stabiel en betrouwbaar werken in ruwe omgevingen. Op basis van de fysieke parameters die het detecteert, zoals afstand, grijstinten, snelheid en hoek, kan security lidar de oriëntatie, afstand, breedte en diepte van het doelwit in realtime berekenen en wordt het gebruikt in verschillende soorten beveiligingsscenario's. Variërende lidar kan bijvoorbeeld worden gebruikt op gebieden als industriële veiligheidsdetectie en gebouwbescherming om doelgebieden te bewaken en waarschuwingen op veilige afstand te verkrijgen; snelheidslidar kan worden gebruikt om snel rijdende verkeersvoertuigen te monitoren en overtredingen nauwkeurig te classificeren om de verkeersveiligheid te garanderen. Veiligheid. Bovendien kan lidar informatie zoals afstand, hoek en grijswaarden gebruiken om doelbeeldvorming te bereiken, en is het geschikt voor het volgen en herkennen van doelen en andere velden. Beveiligingslidar wordt veel gebruikt op gebieden zoals perimeterbeveiliging, industriële monitoring, inbraakwaarschuwing en bescherming van culturele relikwieën.

Afb. 1 Toepassingsscenario's. (a) Perimeterbeveiliging; (b) industriële monitoring; (c) inbraakwaarschuwing; (d) bescherming van culturele relikwieën

In de afgelopen jaren, met de snelle ontwikkeling van beveiligingslidar, zijn de toepassingsscenario's ervan steeds uitgebreider geworden, van de bescherming van gebouwen binnen en buiten tot intelligente verkeerscontrole, tot vroegtijdige waarschuwing tegen UAV (Unmanned Aerial Vehicle, UAV) vanuit de lucht, enz. Voor inbraakdoelen in verschillende beveiligingsscenario's heeft beveiligingslidar een hoog detectiepercentage en kan de kenmerken van het inbraakdoel bepalen, locatie-informatie bepalen en tijdige waarschuwingen geven. De detectiedoelen in verschillende beveiligingsscenario's worden weergegeven in Tabel 1. Het is duidelijk dat de doelwitten voor inbraak in beveiligingstoepassingsscenario's voornamelijk mensenmassa's zijn. Daarom vereist dit tot op zekere hoogte dat beveiligingslidar voldoet aan de eisen van het verbergen van lichtbronnen en de veiligheid van het menselijk oog. Dit maakt geheime bescherming en veiligheidsmonitoring van detectiedoelen mogelijk. Om het hoofd te kunnen bieden aan de steeds veranderende complexe omgeving op het gebied van beveiliging, besteden integrators en eindklanten meer aandacht aan de detectienauwkeurigheid van inbraakdoelen, zoals het herkenningseffect en de nauwkeurigheid van de positionering, evenals aan een laag aantal valse alarmen en valse negatieven. tarief. De belangrijkste factor die het percentage vals alarm en het percentage vals alarm van beveiligingslidar beïnvloedt, is echter niet de meetnauwkeurigheid, maar het stabiele en betrouwbare anti-interferentievermogen en beschermingsvermogen van beveiligingslidar. Zoals weergegeven in figuur 2 kan het gebruik van drones uitgerust met lidar om indringingsdoelen te detecteren in complexe bosscènes leiden tot verkeerde inschattingen vanwege de complexiteit van factoren zoals temperatuur en vochtigheid in de werkomgeving. Daarom moet beveiligingslidar de kenmerken hebben van een hoog beschermingsniveau, een sterk anti-interferentievermogen en een goed aanpassingsvermogen aan de omgeving om normaal gebruik in ruwe omgevingen te garanderen.

Fig. 2 Drones uitgerust met beveiligings-LiDAR voor het detecteren van inbraakdoelen in een bosscenario

Traditionele lidar wordt meestal gebruikt in industrieën zoals hoge-precisie technisch onderzoek en industrieel onderzoek. De bereiknauwkeurigheid kan het millimeterniveau bereiken, terwijl de nauwkeurigheid van de hoekmeting over het algemeen 0 is. 001 graad of zelfs lager. Het heeft een mechanische structuur met meerdere draden. Door het verlies van interne bewegende delen wordt de levensduur verkort, nemen de onderhoudskosten toe en is de stabiliteit slecht, wat de promotie en toepassing van lidar op veiligheidsgebied aanzienlijk beperkt. Onder de reguliere lidar-producten voor buitenlandse beveiliging betekent Flash area array flash, OPA betekent optische phased array en ρ is de doelreflectiviteit. Vergeleken met traditionele lidar heeft het een klein formaat, duidelijke kostenvoordelen, goede stabiliteit en is het gemakkelijk om massaproductie te bevorderen. Tot de reguliere commerciële lidar-fabrikanten behoren onder meer het Duitse SICK en het Japanse HOKUYO. De beveiligingslidarproducten van deze bedrijven zijn volwassen 2D single-line lidar, die veel worden gebruikt in industriële velden en de hoofdstroom van de beveiligingsmarkt bezetten. Het veiligheidsveld stelt geen hoge eisen aan de meetnauwkeurigheid van laserradar. De meetnauwkeurigheid ligt over het algemeen op centimeterniveau en de nauwkeurigheid van de hoekmeting is ongeveer 0,1 graad. De afgelopen jaren is de krachtige, goedkope solid-state lidar, gelanceerd door bedrijven als Quanergy en Ouster in de Verenigde Staten, geleidelijk een onmisbaar product geworden op het gebied van slimme lidar-beveiligingstoepassingen.

Contactgegevens:

Heeft u ideeën? Neem dan gerust contact met ons op. Waar onze klanten zich ook bevinden en wat onze eisen ook zijn, wij zullen ons doel volgen om onze klanten hoge kwaliteit, lage prijzen en de beste service te bieden.