보안 분야 응용 분야의 LiDAR 레이저 센서

라이더레이저 센서 레이저 광을 능동적으로 방출하여 침입한 표적의 거리, 방향, 속도, 윤곽 등의 정보를 고정밀도, 고해상도로 얻을 수 있습니다. 도시보안, 산업보안 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 이 기사에서는 국내외 주류 보안 라이다 제조업체와 해당 제품 기술 사양을 간략하게 소개합니다. 다양한 보안 애플리케이션의 요구 사항을 결합하여 다양한 기술 시스템에서 LiDAR의 원리, 특성 및 현재 상황을 거리 측정 방식, 스캐닝 방법 및 광원 선택의 세 가지 측면에서 논의합니다. 마지막으로 보안 라이다의 적용 동향과 개발 전망을 요약하고 전망한다. 소비자 보안 애플리케이션의 요구 사항을 충족하기 위해 보안 라이더는 저비용, 고성능, 직렬화, 소형화, 솔리드 스테이트, 칩화 및 다중 소스 통합 방향으로 더욱 발전할 것입니다.

과학기술의 발달과 안전의식의 향상으로 점점 더레이저 센서 감지 기술보안 시장에서 사용됩니다. 전통적인 보안 방법은 능동 및 수동 감지 센서를 사용하여 소리 모니터링, 비디오 감시, 적외선 경보 및 액세스 제어 식별과 같은 응용 프로그램을 실현합니다. LiDAR(Light 감지 및 범위 지정, LiDAR)는 활동적인 환경 인식을 위한 지능형 센서입니다. 기존 카메라 및 수동 적외선 감지 기술과 비교하여 조명 환경 및 대상 특성과 같은 조건에 의해 제한되지 않으며 강력한 간섭 방지 기능을 갖추고 있습니다. 레이저 빔 기술과 비교하여 대상의 동적 위치와 같은 정보를 제공할 수 있고 위치 지정 및 추적 기능이 있으며 유연성이 뛰어납니다. 밀리미터파, 마이크로파 레이더 등 기존 레이더 기술에 비해 작동 파장이 짧고 표적 거리, 속도 등의 정보를 정확하게 얻을 수 있습니다. ,높은 해상도. LiDAR는 보안 분야에서 분명한 이점을 갖고 있으며 광범위한 응용 시나리오를 갖고 있으며 도시 보안 및 산업 안전에서 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있습니다. 전통적인 측량 수준의 LiDAR는 일반적으로 부피가 크고 비용이 많이 들기 때문에 보안 분야에서의 대규모 홍보 및 적용이 제한됩니다. 가볍고 저렴한 LiDAR에 대한 시장 수요가 증가하고 있습니다. 또한 보안 분야의 특수성에는 LiDAR 하드웨어 설계, 성능 지표 및 소프트웨어 알고리즘에 대한 몇 가지 특별한 요구 사항이 있습니다. 민감한 영역의 경계 보호에는 높은 탐지율과 낮은 오경보율이 필요합니다. 표적 보호를 위한 모니터링 환경, 광원은 숨겨지고 사람의 눈에 안전해야 합니다. 열악한 조건에서 건물을 보호하려면 높은 수준의 보호와 함께 안정적이고 신뢰할 수 있어야 합니다.

보안 분야의 특별한 요구를 충족시키기 위해 핵심 LiDAR 기술에 대한 연구가 계속 심화되고 있습니다. 다양한 기술 시스템의 LiDAR 간의 주요 차이점은 거리 측정 방식, 스캐닝 방법 및 광원 선택에 있습니다. 이 세 가지 측면은 인간의 눈 안전, 감지 성능 및 스캐닝 시야와 같은 핵심 매개변수를 직접적으로 결정합니다. 이는 저전력 소비와 소형화를 달성하는 열쇠입니다. 소비자급 보안 라이다 저비용 대량생산의 핵심 보안 산업의 미래 발전 추세는 전방위적, 전천후 "지능형 식별-지능형 조기 경보-실시간 처리"가 될 것이며, 이를 위해서는 시스템이 고성능이면서 더욱 지능적이고 통합되어야 합니다. 라이다 기술과 인공지능, 모바일 인터넷 등의 기술을 결합하면 보안 기술과 제품의 다각적인 발전이 가능하다.

스마트 보안의 '눈'인 시큐리티 라이다의 가장 큰 특징은 안전 보호에 있다. 우선, 침입 대상을 탐지하는 동시에 보안 경고를 제공할 수 있습니다. 둘째, 보안 수준이 높고 인간의 눈 안전과 광원 은폐 요구를 충족합니다. 마지막으로 보호 수준이 높으며 열악한 환경에서도 안정적이고 안정적으로 작동할 수 있습니다. 거리, 회색조, 속도, 각도 등 감지하는 물리적 매개변수를 기반으로 보안 라이더는 대상의 방향, 거리, 너비, 깊이를 실시간으로 계산할 수 있으며 다양한 유형의 보안 시나리오에 사용됩니다. 예를 들어, 거리 측정 레이더는 산업 안전 감지 및 건물 보호와 같은 분야에서 대상 영역을 모니터링하고 안전한 거리 경고를 달성하는 데 사용할 수 있습니다. 속도 라이더는 과속 교통 차량을 모니터링하고 위반 사항을 정확하게 분류하여 도로 안전을 보장하는 데 사용할 수 있습니다. 안전. 또한 LiDAR는 거리, 각도, 회색조와 같은 정보를 사용하여 표적 이미징을 달성할 수 있으며 표적 추적 및 인식 및 기타 분야에 적합합니다. 보안 라이더는 경계 보호, 산업 모니터링, 침입 경고, 문화 유물 보호 등의 분야에서 널리 사용됩니다.

그림 1 애플리케이션 시나리오. (a) 주변 보호, (b) 산업 모니터링, (c) 침입 경고, (d) 문화 유물 보호

최근 몇 년 동안 보안 LiDAR의 급속한 발전으로 인해 실내 및 실외 건물 보호부터 지능형 교통 제어, 공중 항 UAV(무인 항공기, UAV) 조기 경보 등에 이르기까지 적용 시나리오가 점점 더 광범위해졌습니다. 다양한 보안 시나리오의 침입 대상에 대해 보안 라이더는 탐지율이 높으며 침입 대상의 속성을 판단하고 위치 정보를 판단하며 적시에 경고를 제공할 수 있습니다. 다양한 보안 시나리오의 탐지 대상은 표 1에 나와 있습니다. 보안 애플리케이션 시나리오의 대상이 되는 침입 대상은 주로 군중임을 알 수 있습니다. 따라서 광원 은폐 및 인간의 눈 안전 요구 사항을 충족하려면 어느 정도 보안 라이더가 필요합니다. 이를 통해 탐지 대상에 대한 은밀한 보호 및 보안 모니터링이 가능합니다. 끊임없이 변화하는 복잡한 환경에 대처하기 위해 보안 분야에서 통합업체와 최종 고객은 인식 효과, 위치 정확도 등 침입 대상의 탐지 정확도는 물론 낮은 오경보율과 오탐률에 더욱 주의를 기울입니다. 비율. 그러나 보안 라이다의 오경보율과 오경보율에 영향을 미치는 핵심 요인은 측정 정확도가 아니라 보안 라이다의 안정적이고 신뢰할 수 있는 간섭 방지 능력과 보호 능력이다. 그림 2에서 볼 수 있듯이 복잡한 숲 장면에서 LiDAR가 장착된 드론을 사용하여 침입 대상을 탐지하면 작업 환경의 온도 및 습도와 같은 요소의 복잡성으로 인해 오판이 발생할 수 있습니다. 따라서 보안 라이더는 열악한 환경에서 정상적인 사용을 보장하기 위해 높은 보호 수준, 강력한 간섭 방지 능력 및 우수한 환경 적응성이라는 특성을 가져야 합니다.

그림 2 산림 시나리오에서 침입 표적 탐지를 위한 보안 LiDAR를 탑재한 드론

전통적인 LiDAR는 고정밀 엔지니어링 측량 및 산업 측량과 같은 산업에서 주로 사용됩니다. 거리 측정 정확도는 밀리미터 수준에 도달할 수 있지만 각도 측정 정확도는 일반적으로 0입니다. 001도 이하. 다중 와이어 하네스 기계 구조를 채택합니다. 내부 가동 부품의 손실로 인해 서비스 수명이 단축되고 유지 관리 비용이 증가하며 안정성이 떨어지므로 보안 분야에서 LiDAR의 홍보 및 적용이 크게 제한됩니다. 주류 해외 보안 라이더 제품 중 Flash는 Area Array Flash를 의미하고 OPA는 Optical Phased Array를 의미하며 ρ는 목표 반사율을 의미합니다. 기존 LiDAR에 비해 크기가 작고 비용 이점이 뚜렷하며 안정성이 좋으며 대량 생산이 용이합니다. 주류 상업용 보안 라이더 제조업체로는 독일의 SICK와 일본의 HOKUYO가 있습니다. 이들 회사의 보안 LiDAR 제품은 산업 분야에서 널리 사용되고 보안 시장의 주류를 차지하는 성숙한 2D 단일 라인 LiDAR입니다. 보안 분야에서는 레이저 레이더의 측정 정확도에 대한 요구 사항이 높지 않습니다. 측정 정확도는 일반적으로 센티미터 수준이며 각도 측정 정확도는 약 0.1도입니다. 최근 몇 년 동안 미국의 Quanergy, Ouster 등 기업에서 출시한 고성능, 저가형 솔리드 스테이트 LiDAR는 점차 LiDAR 스마트 보안 애플리케이션 분야에서 없어서는 안될 제품이 되었습니다.

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