Lidarning "ko'zlari" qanday ishlaydi?
Nima uchun chang lidarning tanib olish effektiga ta'sir qilishi haqida gapirishdan oldin, avvalo, lidar qanday ishlashini aniqlab olishimiz kerak.
LiDAR (LiDAR, toʻliq nomi Light Detection and Ranging) faol sensor boʻlib, oʻz-oʻzidan lazer nurini chiqaradi va lazer nuri atrofdagi obʼyektlarga urilgandan keyin orqaga qaytariladi. Har bir lazer pulsining emissiyadan qaytishi uchun zarur bo'lgan vaqtni o'lchash orqali maqsadli ob'ektning masofasi va yo'nalishini hisoblash mumkin va shu bilan atrofdagi muhitning uch o'lchovli nuqta bulutini yaratish mumkin.
Ushbu dizayn ideal sharoitlarda juda aniq atrof-muhit ma'lumotlarini olishi mumkin, ammo u yomg'ir tomchilari, tutun, chang va boshqalar kabi narsalarga duch kelsa, u katta ta'sir ko'rsatadi. Bu to'siqlar lazer nuriga ta'sir qiladi va shu bilan qaytarilgan signal sifatiga ta'sir qiladi.
Chang lazer signallariga qanday xalaqit beradi?
Odamlar mashina haydashda, atrof-muhitda chang bo'lsa, u aslida juda kam ta'sir qiladi. Ammo lidar uchun chang aslida shovqinning juda muammoli manbaidir.
Lazer nurlari havoda chang zarralari bilan uchrashganda, tarqalish sodir bo'ladi va dastlab to'g'ri chiziq bo'ylab harakatlanishi kerak bo'lgan yorug'lik chang zarralari tomonidan buriladi. Bunday tarqalish qaytish signalini zaifroq va loyqaroq qiladi va ba'zi yorug'lik hatto qabul qiluvchi tomonga qaytmasligi mumkin. Chang qancha ko'p bo'lsa, yorug'lik nuqtasining tarqalishi qanchalik jiddiy bo'ladi va aniqlangan samarali signal zaifroq bo'ladi. Bu oxir-oqibat o'zini nuqta buluti ma'lumotlaridagi shovqinning kuchayishi, ob'ektning noaniq konturlari va hatto tizim tomonidan hech qanday to'siq yo'qligini noto'g'ri baholash sifatida namoyon bo'ladi.
Yorug'likni chalg'itishdan tashqari, chang ham tarqalish vaqtida nurning energiyasini yo'qotishiga olib keladi, bu esa radar qabul qiluvchisi tomonidan qabul qilingan signal kuchini pasayishiga olib keladi. Signal kuchi sensorning shovqin darajasiga tushib qolsa, haqiqiy aks ettirish va fon shovqinini aniq ajratish qiyin bo'ladi, bu esa diapazonning aniqligiga va uzoqdagi ob'ektlarni aniqlash qobiliyatiga bevosita ta'sir qiladi.
Chang, shuningdek, LiDAR ko'rish oynalarining ifloslanishiga olib kelishi mumkin. LiDAR uzatuvchi va qabul qiluvchi nurlar shaffof himoya oynasi yoki oynasidan o'tishi kerak. Agar bu oyna yuzasiga chang yopishib qolgan bo'lsa va u asta-sekin yig'ilib, vaqt o'tishi bilan qalinroq bo'lsa, lazer bu ifloslanish qatlamidan o'tganda diffuz aks ettirish va yutilish hosil qiladi va nurning chiqib ketish va qaytib kelishining signali zaiflashadi yoki hatto yo'nalishini o'zgartiradi. Bunday jismoniy tiqilib qolish nuqta bulutining umumiy sifatiga katta ta'sir ko'rsatadi. Masofani o'lchash nafaqat noto'g'ri bo'ladi, balki tizimni oldinda to'siq borligiga yoki haqiqiy ob'ektni umuman ko'rmasligiga noto'g'ri ishonishi mumkin.
Lidarga changning ta'sirini qanday kamaytirish mumkin
Darhaqiqat, changga aralashish uchun ko'plab qarshi choralar taklif qilingan va qo'llanilgan.
Bir g'oya - changning qo'shimcha qurilmalardan derazaga yopishishini kamaytirishdir. Radar qobig'i materiali va qoplamasini loyihalashda yuqori yorug'lik o'tkazuvchanligi va ifloslanishga qarshi kuchli{1}}qobiliyatga ega bo'lgan materiallar himoya qopqog'ida chang to'planishini kamaytirish va shu bilan lazerning iloji boricha kamroq bloklanishini ta'minlash uchun ishlatilishi mumkin. Misol uchun, ba'zi dastur stsenariylarida changning yopishib qolishini oldini olish va uskunani tozalash davrini uzaytirish uchun yuzasida nano{3}}bo'yoqqa qarshi qoplamali himoya qoplamalar qo'llaniladi.
Dasturiy ta'minot darajasida sanoat maqsadli filtrlash va tanib olish algoritmlarini ham ishlab chiqdi. Ushbu algoritmlar lazer aks-sadosining intensivligi va masofasini hamda nuqta buluti atrofidagi nuqtalarning taqsimlanishini birlashtiradi va qaysi nuqtalar changning tarqalishidan kelib chiqadigan shovqin bo'lish ehtimoli ko'proq ekanligini aniqlaydi va keyin ularni nuqta buluti ma'lumotlaridan olib tashlaydi. Bunday "changni tozalash algoritmi" haqiqiy muhitning nuqta buluti ma'lumotlarini ma'lum darajada tiklashi va soxta to'siqlarning ta'sirini kamaytirishi mumkin.
Yana bir usul - sensorli termoyadroviy, ya'ni lidarni boshqa turdagi sensorlar bilan birlashtirish. Misol uchun, kameralar changni haqiqiy nishonlardan ajratishga yordam beradigan tasvir ma'lumotlarini taqdim etishi mumkin. Millimetr{2}}to'lqinli radar yomg'ir, tuman va changni yaxshiroq o'tkazish qobiliyatiga ega. Ularni birlashtirish yanada mustahkam idrok tizimini shakllantirishi mumkin, bu murakkab muhitda bitta lidarga qaraganda ancha ishonchli.
Ba'zi maxsus ekstremal stsenariylarda faol tozalash choralari qo'shiladi, masalan, deraza yuzasidagi changni muntazam tozalash uchun lidarning tashqi tomoniga havo puflash moslamalari, cho'tkalar yoki boshqa mexanik tozalash modullarini o'rnatish. Biroq, bu turdagi yechim yuqori narx va texnik talablarga ega va asosan sanoat yoki maxsus robot muhitida qo'llaniladi.
Yakunida,
chang LiDAR ga ko'p jihatdan ta'sir qiladi. Bu nafaqat lazer tarqalish yo'lini buzadi, balki signal kuchini pasaytiradi, sensor oynasini ifloslantiradi va natijada nuqta buluti ma'lumotlaridagi shovqinning kuchayishiga, tanib olish aniqligining pasayishiga, aniqlash oralig'ining qisqarishiga va hatto to'siqlarni noto'g'ri baholashga olib keladi. Avtonom haydash kabi xavfsizlik-muhim ilovalar uchun bu ta'sirlarni e'tiborsiz qoldirib bo'lmaydi.
