Mejora de la precisión y exactitud del sistema LiDAR trabajando en condiciones de alta luz de fondo
Autores: Nguyen, Thanh-Tuan; Cheng, Ching-Hwa; Liu, Don-Gey; Le, Minh-Hai
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Mejora de la precisión y exactitud del sistema LiDAR trabajando en condiciones de alta luz de fondo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Ruido de fondo de luz
Sistemas LiDAR
Intensidad de luz
Métodos de estimación de tiempo de vuelo
Técnica de correlación cruzada
Interpolación parabólica reducida
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
El ruido de fondo de luz es uno de los principales desafíos en el diseño de sistemas de Detección y Rango de Luz (LiDAR). En este trabajo, construimos un módulo LiDAR de haz único para investigar el efecto de la intensidad de luz en la precisión y tasa de éxito de las mediciones en entornos con fuertes ruidos de fondo. El sistema LiDAR propuesto incluye el emisor de señal láser y el sistema receptor, la plataforma embebida de procesamiento de señales y la computadora para control remoto. En este estudio, se aplicaron y compararon dos métodos de estimación de tiempo de vuelo (ToF) bien conocidos, que son la detección de picos y la correlación cruzada (CC). Al mismo tiempo, explotamos la técnica de correlación cruzada combinada con el algoritmo de interpolación parabólica reducida (CCP) para mejorar la precisión y precisión del sistema LiDAR, con el convertidor analógico-digital (ADC) teniendo una resolución limitada de 125 mega muestras por segundo (Msps). Los resultados muestran que los métodos CC y CCP lograron una tasa de éxito más alta que el método de pico, que es del 12.3% en el caso de aplicar pulsos emitidos de 10 us/cuadro y del 8.6% con 20 us/cuadro. Además, el método CCP tiene la mayor precisión en los tres métodos alcanzando 7.4 cm/10 cm y tiene una mejora significativa sobre la resolución del ADC de 1.2 m. Este trabajo muestra nuestra contribución en la construcción de un sistema LiDAR con bajo costo y alto rendimiento, precisión y precisión.
Descripción
El ruido de fondo de luz es uno de los principales desafíos en el diseño de sistemas de Detección y Rango de Luz (LiDAR). En este trabajo, construimos un módulo LiDAR de haz único para investigar el efecto de la intensidad de luz en la precisión y tasa de éxito de las mediciones en entornos con fuertes ruidos de fondo. El sistema LiDAR propuesto incluye el emisor de señal láser y el sistema receptor, la plataforma embebida de procesamiento de señales y la computadora para control remoto. En este estudio, se aplicaron y compararon dos métodos de estimación de tiempo de vuelo (ToF) bien conocidos, que son la detección de picos y la correlación cruzada (CC). Al mismo tiempo, explotamos la técnica de correlación cruzada combinada con el algoritmo de interpolación parabólica reducida (CCP) para mejorar la precisión y precisión del sistema LiDAR, con el convertidor analógico-digital (ADC) teniendo una resolución limitada de 125 mega muestras por segundo (Msps). Los resultados muestran que los métodos CC y CCP lograron una tasa de éxito más alta que el método de pico, que es del 12.3% en el caso de aplicar pulsos emitidos de 10 us/cuadro y del 8.6% con 20 us/cuadro. Además, el método CCP tiene la mayor precisión en los tres métodos alcanzando 7.4 cm/10 cm y tiene una mejora significativa sobre la resolución del ADC de 1.2 m. Este trabajo muestra nuestra contribución en la construcción de un sistema LiDAR con bajo costo y alto rendimiento, precisión y precisión.