3 phương pháp để xác định khoảng cách bằng công nghệ LiDAR

Có 3 phương pháp để xác định khoảng cách bằng công nghệ LiDAR là: Phương pháp tam giác, phương pháp thời gian di chuyển và phương pháp đo dịch chuyển pha.

Cảm biến LiDAR dựa trên việc sử dụng một hoặc nhiều chùm tia laser để thực hiện các phép đo khoảng cách. Nguyên lý hoạt động cơ bản của LiDAR có thể hiểu đơn giản như sau: Phát một chùm tia laser tới một bề mặt và đo khoảng thời gian phản xạ lại của laser.

3 cách xác định khoảng cách bằng công nghệ LiDAR

Có ba kỹ thuật chính để xác định phép đo khoảng cách từ phát xạ và tiếp nhận bức xạ laser: Phương pháp tam giác, phương pháp thời gian di chuyển và phương pháp đo dịch chuyển pha.

1. Phương pháp tam giác (Triangulation)

Hệ thống này bao gồm một nguồn phát laser và một cảm biến ảnh được đặt cố định, góc không đổi. Khoảng cách và hướng giữa cảm biến ảnh và nguồn phát laser đã được xác định. Tia laser phát đi về đối tượng và tia phản xạ được tập trung bằng 1 ống kính quang học vào cảm biến ảnh. Tùy thuộc vào khoảng cách đến bề mặt, vị trí điểm xuất hiện trên cảm biến ảnh cũng thay đổi theo. Bằng phương pháp tam giác lượng giác, có xác định khoảng cách giữa nguồn phát laser và đối tượng đo. Kỹ thuật này chủ yếu được sử dụng cho các hệ thống LiDAR di động (cầm tay) hoạt động ở khoảng cách ngắn.

Đối với loại hệ thống này, sai số đo có liên quan trực tiếp đến khoảng cách đến đối tượng đo được. Vì lí do này, phương pháp này chủ yếu được sử dụng cho một phạm vi hạn chế, thường ít hơn 10m. Cần lưu ý rằng kỹ thuật này có thể đạt được độ chính xác trong phạm vi mười micromet.

Hình 1. Minh họa một hệ thống đo khoảng cách bằng phương pháp tam giác.

2. Phương pháp thời gian di chuyển (Time-of-flight)

Phương pháp này đo thời gian di chuyển của xung laser phát đi, tới mục tiêu và quay lại trở lại cảm biến. Dựa trên công thức toán, khi biết chỉ số khúc xạ của môi trường và tốc độ ánh sáng trung bình, có thể tính được khoảng cách di chuyển. Hạn chế của phương pháp này là tốc độ phản hồi của laser phát đi trở lại cảm biến. Các hệ thống này cần nhận tín hiệu trả về trước khi phát ra một xung laser khác.

Hình 2. Minh họa một hệ thống đo khoảng cách bằng phương pháp thời gian di chuyển.

3. Phương pháp đo dịch chuyển pha (Phase shift)

So với phương pháp thời gian di chuyển, phương pháp đo dịch chuyển pha đòi hỏi phải sử dụng xung laser liên tục. Bằng cách điều biến laser phát đi (theo biên độ tần số), sau đó có thể đo sự chênh lệch pha giữa 2 chùm tia. Phương pháp này thường có tốc độ thu thập dữ liệu cao hơn, độ phân giải tốt hơn, độ nhiễu thấp hơn và độ chính xác cao hơn. Giới hạn của phương pháp này phụ thuộc vào loại điều biến được sử dụng.

Hình 3. Minh họa một hệ thống đo khoảng cách bằng phương pháp đo dịch chuyển pha.

Công ty TNHH Đất Hợp là đơn vị cung cấp giải pháp UAV Lidar chính hãng. Đây là giải pháp hoàn hảo cho công việc khảo sát trên không, giúp tiết kệm thời gian, nhân lực và chi phí. Công nghệ này được sử dụng trong các hệ thống thông tin địa lý (GIS) để tạo ra một mô hình độ cao số (DEM) hoặc mô hình địa hình kỹ thuật số (DTM) để thành lập bản đồ 3D. Liên hệ ngay cho chúng tôi theo Hotline 0903 825 125. Tư vấn hoàn toàn miễn phí!

Nguồn bài viết: XEM TẠI ĐÂY.

>>> Xem thêm: LIDAR HOẠT ĐỘNG NHƯ THẾ NÀO?

Mọi thông tin xin vui lòng liên hệ: