חיישן לייזר LiDAR ביישום שדה האבטחה

LiDARחיישן לייזר פולט אור לייזר באופן פעיל ויכול להשיג מידע כגון מרחק, כיוון, מהירות וקונטור של מטרה חודרת בדיוק רב וברזולוציה גבוהה. נעשה בו שימוש נרחב בתחומים כמו ביטחון עירוני ואבטחה תעשייתית. מאמר זה מציג בקצרה את יצרני הלידר האבטחה המקומיים והזרים המיינסטרים ואת המפרט הטכני של המוצר שלהם. שילוב הצרכים של יישומי אבטחה שונים, העקרונות, המאפיינים והמצב הנוכחי של lidar במערכות טכניות שונות נדונים משלושה היבטים: סכמת טווח, שיטת סריקה ובחירת מקור אור. לבסוף, מגמות היישום וסיכויי הפיתוח של לידר אבטחה מסוכמים ומצופים. על מנת לענות על הצרכים של יישומי אבטחה לצרכן, אבטחה Lidar תמשיך להתפתח בכיוונים של עלות נמוכה, ביצועים גבוהים, סדרה, מזעור, מצב מוצק, שבבים ושילוב ריבוי מקורות.

עם התפתחות המדע והטכנולוגיה ושיפור המודעות לבטיחות, יותר ויותרטכנולוגיות זיהוי חיישני לייזרמשמשים בשוק האבטחה. שיטות אבטחה מסורתיות משתמשות בחיישנים אקטיביים ופסיביים לזיהוי כדי לממש יישומים כגון ניטור קול, מעקב וידאו, אזעקת אינפרא אדום וזיהוי בקרת גישה. LiDAR (Light Detection and Ranging, LiDAR) הוא חיישן חכם לתפיסת סביבה אקטיבית. בהשוואה למצלמות מסורתיות וטכנולוגיית זיהוי אינפרא אדום פסיבית, היא אינה מוגבלת על ידי תנאים כמו סביבת תאורה ומאפייני יעד, ויש לה אנטי הפרעות חזקות. בהשוואה לטכנולוגיית קרן לייזר יכולה לספק מידע כגון המיקום הדינמי של המטרה, יש לה פונקציות מיקום ומעקב, והיא גמישה מאוד; בהשוואה לטכנולוגיות מכ"ם מסורתיות כגון גל מילימטר ומכ"ם מיקרוגל, אורך הגל ההפעלה שלו קצר יותר ויכול להשיג מידע מדויק כמו מרחק מטרה ומהירות. ,ברזולוציה גבוהה. ניתן לראות שללידר יתרונות ברורים בתחום האבטחה, יש מגוון רחב של תרחישי יישום, והוא ממלא תפקיד חשוב בביטחון עירוני ובבטיחות תעשייתית. הלידר המסורתי ברמת מדידות הוא בדרך כלל מגושם ויקר, מה שמגביל את הקידום והיישום שלו בקנה מידה גדול בתחום האבטחה. הדרישה בשוק ללידאר קל משקל ובעלות נמוכה הולכת וגוברת. בנוסף, הייחודיות של תחום האבטחה כוללת כמה דרישות מיוחדות לעיצוב חומרת lidar, מחווני ביצועים ואלגוריתמי תוכנה: הגנה היקפית של אזורים רגישים דורשת שיעור זיהוי גבוה ושיעור אזעקת שווא נמוך; סביבת ניטור להגנה על מטרות, מקור האור שלו נדרש להיות נסתר ובטוח לעיניים אנושיות; מיגון מבנה בתנאים קשים מחייב אותו להיות יציב ואמין עם רמת הגנה גבוהה.

על מנת לענות על הצרכים המיוחדים בתחום האבטחה, המחקר על טכנולוגיות מפתח לידאר ממשיך להעמיק. ההבדלים העיקריים בין LiDAR של מערכות טכניות שונות טמונים בסכמת הטווח, שיטת הסריקה ובחירת מקור האור. שלושת ההיבטים הללו קובעים ישירות את פרמטרי הליבה כגון בטיחות העין האנושית, ביצועי הזיהוי ושדה הראייה של הסריקה. הם המפתח להשגת צריכת חשמל נמוכה ומיעוט. המפתח לייצור המוני בעלות נמוכה של לידר אבטחה בדרגת צרכן. מגמת הפיתוח העתידית של תעשיית האבטחה תהיה "זיהוי חכם - אזהרה מוקדמת אינטליגנטית- עיבוד בזמן אמת" לכל סביבה ולכל מזג אוויר, מה שמחייב את המערכת להיות חכמה ומשולבת יותר תוך ביצועים גבוהים. שילוב של טכנולוגיית Lidar עם טכנולוגיות כמו בינה מלאכותית ואינטרנט סלולרי יכול להשיג פיתוח מגוון של טכנולוגיות ומוצרי אבטחה.

כ"עיניים" של אבטחה חכמה, התכונה הבולטת של לידר אבטחה טמונה בהגנה על בטיחות. קודם כל, הוא יכול לזהות יעדי חדירה ולספק אזהרות אבטחה בו-זמנית; שנית, יש לו רמת אבטחה גבוהה ועונה על הצרכים של בטיחות העין האנושית והסתרת מקור אור; לבסוף, יש לו רמת הגנה גבוהה והוא יכול לעבוד ביציבות ואמינות בסביבות קשות. בהתבסס על הפרמטרים הפיזיים שהוא מזהה, כגון מרחק, גווני אפור, מהירות וזווית, לידר אבטחה יכול לחשב את כיוון המטרה, המרחק, הרוחב והעומק של המטרה בזמן אמת ומשמש בסוגים שונים של תרחישי אבטחה. לדוגמה, ניתן להשתמש בלידר מטווח בתחומים כגון זיהוי בטיחות תעשייתית והגנה על מבנים כדי לנטר אזורי יעד ולהשיג אזהרות על מרחק בטוח; speed lidar יכול לשמש לניטור רכבי תנועה דוהרים ולסווג במדויק הפרות כדי להבטיח בטיחות בדרכים. בְּטִיחוּת. בנוסף, lidar יכול להשתמש במידע כמו מרחק, זווית וגווני אפור כדי להשיג הדמיית מטרה, והוא מתאים למעקב וזיהוי מטרות ושדות אחרים. לידר אבטחה נמצא בשימוש נרחב בתחומים כמו הגנה היקפית, ניטור תעשייתי, אזהרת חדירה והגנה על שרידים תרבותיים.

איור 1 תרחישי יישום. (א) הגנה היקפית; (b) ניטור תעשייתי; (c) אזהרת חדירה; (d) הגנת שריד תרבותי

בשנים האחרונות, עם ההתפתחות המהירה של לידר האבטחה, תרחישי היישום שלו הפכו יותר ויותר נרחבים, מהגנה על מבנים פנימיים וחיצוניים ועד בקרת תעבורה חכמה, להתרעה מוקדמת נגד מל"ט (Unmanned Aerial Vehicle, UAV) וכו'. עבור יעדי חדירה בתרחישי אבטחה שונים, ל-Lidar האבטחה יש שיעור זיהוי גבוה והוא יכול לקבוע את התכונות של יעד החדירה, לקבוע מידע על מיקום ולספק אזהרות בזמן. יעדי הגילוי בתרחישי אבטחה שונים מוצגים בטבלה 1. ניתן לראות כי יעדי החדירה הממוקדים בתרחישי יישומי אבטחה הם בעיקר המונים. לכן, במידה מסוימת, זה מצריך לידר אבטחה כדי לעמוד בדרישות של הסתרת מקור אור ובטיחות עין אנושית. זה מאפשר הגנה סמויה וניטור אבטחה של מטרות זיהוי. על מנת להתמודד עם הסביבה המורכבת המשתנה ללא הרף, בתחום האבטחה, האינטגרטורים ולקוחות הקצה מקדישים יותר תשומת לב לדיוק הזיהוי של יעדי פריצה, כגון אפקט זיהוי ודיוק מיקום, וכן שיעור אזעקת שווא נמוך ו-false negative ציון. עם זאת, הגורם המרכזי המשפיע על קצב אזעקת שווא ושיעור אזעקת שווא של לידר אבטחה אינו דיוק המדידה, אלא יכולת אנטי-הפרעות ויכולת הגנה יציבה ואמינה של לידר אבטחה. כפי שמוצג באיור 2, בסצנות יער מורכבות, שימוש ברחפנים המצוידים בלידר לזיהוי יעדי חדירה עלול להוביל לשיקול דעת מוטעה בשל מורכבותם של גורמים כגון טמפרטורה ולחות בסביבת העבודה. לכן, לידר אבטחה צריך להיות בעל מאפיינים של רמת הגנה גבוהה, יכולת אנטי-הפרעות חזקה ויכולת הסתגלות סביבתית טובה כדי להבטיח שימוש רגיל בסביבות קשות.

איור 2 מל"טים מצוידים ב-LiDAR אבטחה לאיתור יעד חדירה בתרחיש יער

הלידר המסורתי משמש בעיקר בתעשיות כמו מדידות הנדסיות ברמת דיוק גבוהה ומדידות תעשייתיות. דיוק הטווח יכול להגיע לרמת מילימטר, בעוד שדיוק מדידת הזווית הוא בדרך כלל 0. 001 מעלות או אפילו פחות. הוא מאמץ מבנה מכני של רתמה רב-חוטית. עם אובדן חלקים נעים פנימיים, חיי השירות מצטמצמים, עלות התחזוקה גדלה והיציבות ירודה, מה שמגביל מאוד את הקידום והיישום של לידר בתחום האבטחה. בין מוצרי ה-Lidar האבטחה הזרים המיינסטרים, Flash פירושו פלאש מערך שטח, OPA פירושו מערך אופטי פאזתי, ו-ρ הוא רפלקטיביות המטרה. בהשוואה ללידר מסורתי, יש לו גודל קטן, יתרונות עלות ברורים, יציבות טובה וקל לקדם ייצור המוני. יצרני הלידר האבטחה המסחריים המרכזיים כוללים את SICK הגרמנית ואת HOKUYO היפנית. מוצרי הלידר האבטחה של חברות אלו הם לידר דו מימדי בוגר, אשר נמצאים בשימוש נרחב בתחומי תעשייה ותופסים את הזרם המרכזי של שוק האבטחה. לתחום האבטחה אין דרישות גבוהות לדיוק המדידה של מכ"ם לייזר. דיוק המדידה הוא בדרך כלל ברמת הסנטימטר, ודיוק מדידת הזווית הוא בערך 0. 1 מעלות. בשנים האחרונות, לידר בעלות ביצועים גבוהים ובעלות נמוכה שהושקו על ידי חברות כמו Quanergy ו-Ouster בארצות הברית הפך בהדרגה למוצר הכרחי בתחום יישומי האבטחה החכמות של לידר.

פרטי התקשרות:

אם יש לך רעיונות, אתה מוזמן לדבר איתנו. לא משנה היכן נמצאים הלקוחות שלנו ומהן הדרישות שלנו, אנו נפעל לפי המטרה שלנו לספק ללקוחותינו איכות גבוהה, מחירים נמוכים, והשירות הטוב ביותר.