ข้อกำหนดทั่วไปในเอกสารข้อมูล LiDAR Scanner ที่คุณต้องรู้

สำหรับบางคน แผ่นข้อมูลของสแกนเนอร์ LiDARอาจมีความซับซ้อนพอสมควร วันนี้เราจะแนะนำคำศัพท์ทั่วไปบางคำที่พบในแผ่นข้อมูลจำเพาะ เพื่อเปิดเผยความลับเบื้องหลังเครื่องสแกน LiDAR เราจะอธิบายคำศัพท์ที่คลุมเครือและเข้าใจยาก ความหมายของคำศัพท์เหล่านี้ และเหตุใดจึงมีความสำคัญ

คลาสเลเซอร์

“คลาสเลเซอร์” ของเครื่องสแกน LiDAR หมายถึงการจำแนกประเภทของเลเซอร์ที่ใช้ในเครื่องสแกน ซึ่งบ่งชี้ว่าลำแสงนั้นเป็นอันตรายต่อดวงตาหรือผิวหนังของมนุษย์มากเพียงใด ระบบการจำแนกมีตั้งแต่คลาส 1 (ปลอดภัยภายใต้สภาวะการใช้งานปกติทุกประการ) ถึงคลาส 4 (อาจเป็นอันตรายต่อดวงตาหรือผิวหนัง)

สแกนเนอร์ LiDAR เกือบทั้งหมดใช้เลเซอร์คลาส 1 ซึ่งเป็นคลาสที่ปลอดภัยที่สุด นั่นหมายความว่าสแกนเนอร์นี้ไม่มีอันตรายใดๆ เลย ถึงขนาดที่คุณ (หรือผู้สัญจรไปมา) สามารถมองเห็นสแกนเนอร์ได้โดยตรงโดยไม่ต้องป้องกันดวงตา และไม่มีผลกระทบเชิงลบใดๆ

ในการประเมินเครื่องสแกน LiDAR การทำความเข้าใจคลาสเลเซอร์ถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานและข้อบังคับด้านความปลอดภัย รวมถึงการนำโปรโตคอลความปลอดภัยที่จำเป็นมาใช้ระหว่างการใช้งานเพื่อปกป้องผู้ใช้จากอันตรายจากเลเซอร์ที่อาจเกิดขึ้น

ความยาวคลื่นเลเซอร์

"ความยาวคลื่นเลเซอร์" ของเครื่องสแกน LiDAR หมายถึงความยาวคลื่นเฉพาะของลำแสงเลเซอร์ที่ปล่อยออกมาจากเครื่องสแกนเพื่อการเก็บรวบรวมข้อมูล ความยาวคลื่นเลเซอร์ทั่วไปที่ใช้ในระบบ LiDAR ได้แก่ ความยาวคลื่นอินฟราเรดใกล้ เช่น 905 นาโนเมตรและ 1550 นาโนเมตร ซึ่งมักถูกเลือกเนื่องจากสามารถทะลุผ่านพืชพรรณและให้การวัดระยะทางที่แม่นยำ

การเลือกความยาวคลื่นมีผลอย่างมากต่อประสิทธิภาพของเลเซอร์ เลเซอร์ขนาด 1,550 นาโนเมตรมีแนวโน้มที่จะถูกดูดซับโดยน้ำในสภาพแวดล้อม เช่น หมอก ฝน หรือแม้แต่ความชื้นในอากาศ เพื่อแก้ไขปัญหานี้ เลเซอร์จะต้องใช้พลังงานมากขึ้น ซึ่งหมายความว่าอายุการใช้งานแบตเตอรี่จะสั้นลง เลเซอร์ขนาด 905 นาโนเมตรจะไม่สูญเสียประสิทธิภาพในสภาวะเช่นนี้ และผลิตได้ง่ายกว่ามาก

หมายเลขเส้นเลเซอร์

คำว่า "Laser Line Number" ในบริบทของเครื่องสแกน LiDAR มักหมายถึงจำนวนลำแสงเลเซอร์หรือเส้นเลเซอร์แต่ละเส้นที่เครื่องสแกนปล่อยออกมาเพื่อรวบรวมข้อมูล เส้นเลเซอร์แต่ละเส้นมีส่วนช่วยในการสร้างกลุ่มจุดโดยการวัดระยะทางและรวบรวมข้อมูลเชิงพื้นที่

โดยปกติแล้ว จำนวนเส้นเลเซอร์ที่มากขึ้นจะส่งผลให้จุดเมฆมีความหนาแน่นมากขึ้น ทำให้สามารถแสดงสภาพแวดล้อมที่สแกนเป็นภาพ 3 มิติได้อย่างละเอียดและแม่นยำยิ่งขึ้น ซึ่งอาจส่งผลให้ความละเอียดดีขึ้นและครอบคลุมพื้นที่ที่สแกนได้ดีขึ้น

คะแนนต่อวินาที

"จุดต่อวินาที" ในบริบทของเครื่องสแกน LiDAR หมายถึงจำนวนจุดข้อมูลแต่ละจุดที่เครื่องสแกนสามารถจับภาพและประมวลผลได้ในหนึ่งวินาที เมตริกนี้เป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญของความเร็วในการสแกนและความสามารถในการรับข้อมูลของระบบ LiDAR

ค่าจุดต่อวินาทีที่สูงขึ้นแสดงว่าเครื่องสแกน LiDAR สามารถจับภาพจุดข้อมูลจำนวนมากขึ้นภายในกรอบเวลาที่กำหนดได้ พารามิเตอร์นี้จำเป็นสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องรวบรวมข้อมูลอย่างรวดเร็ว เช่น การทำแผนที่ LiDAR ทางอากาศหรือการสแกนวัตถุที่เคลื่อนที่ แต่โปรดจำไว้ว่าจำนวนจุดต่อวินาทีที่สูงขึ้นไม่ได้หมายความว่าจะดีกว่าเสมอไป เมื่อคุณมีจุดเพียงพอในคลาวด์สำหรับการใช้งานตามต้องการแล้ว การจับภาพจุดได้มากขึ้นจะทำให้คลาวด์จุดของคุณใหญ่ขึ้นและประมวลผลได้มากขึ้น

เมตริกจุดต่อวินาทีได้รับอิทธิพลจากปัจจัยต่างๆ รวมถึงกลไกการสแกน อัตราพัลส์เลเซอร์ ระยะการมองเห็น และระยะการสแกนของสแกนเนอร์ LiDAR การทำความเข้าใจข้อมูลจำเพาะนี้จะช่วยในการประเมินประสิทธิภาพและประสิทธิผลของระบบ LiDAR สำหรับงานและแอปพลิเคชันการรวบรวมข้อมูลเฉพาะ

พิสัย

"ระยะ" ของเครื่องสแกน LiDAR หมายถึงระยะทางสูงสุดที่เครื่องสแกนสามารถตรวจจับและวัดวัตถุได้ เมื่อมองเผินๆ ก็ดูเรียบง่าย: ระยะระบุระยะห่างระหว่างเครื่องสแกนกับวัตถุและยังคงให้ผลลัพธ์ที่ใช้งานได้ แต่อย่าสรุปเอาเองว่าตัวเลขนี้ระบุระยะห่างที่เครื่องสแกนเลเซอร์สามารถจับภาพได้และยังคงให้ระดับความแม่นยำที่ระบุไว้บนแผ่นข้อมูลจำเพาะ การทดสอบอย่างเข้มงวด (และประสบการณ์ภาคสนาม) จะแสดงให้เห็นว่าความแม่นยำของเครื่องสแกนเลเซอร์จะลดลงเมื่อเคลื่อนตัวออกห่างจากวัตถุมากขึ้น นอกจากนั้นยังมีปัจจัยอื่นๆ อีกมากมายที่สามารถส่งผลต่อความแม่นยำของเซ็นเซอร์ LiDAR แม้จะอยู่ในระยะคงที่ก็ตาม

ระยะการทำงานของเครื่องสแกน LiDAR อาจแตกต่างกันไปอย่างมาก ขึ้นอยู่กับรุ่นและการออกแบบเฉพาะ เครื่องสแกน LiDAR บางรุ่นได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการใช้งานระยะใกล้ เช่น การทำแผนที่ในอาคารหรือการตรวจจับวัตถุ โดยมีระยะการทำงานโดยทั่วไปสูงสุดถึงไม่กี่ร้อยเมตร ในทางกลับกัน เครื่องสแกน LiDAR ระยะไกลได้รับการออกแบบมาสำหรับการใช้งาน เช่น การทำแผนที่ทางอากาศ การขับขี่อัตโนมัติ หรือการสำรวจภูมิประเทศ โดยมีระยะการทำงานที่ขยายได้หลายกิโลเมตร

มุมมอง

“FOV” ของเครื่องสแกน LiDAR (Light Detection and Ranging) หมายถึงขอบเขตการมองเห็นของเครื่องสแกน ซึ่งแสดงถึงขอบเขตเชิงมุมของสภาพแวดล้อมที่เครื่องสแกนสามารถ “มองเห็น” หรือบันทึกข้อมูลได้ ณ จุดใดจุดหนึ่งในเวลาที่กำหนด

โดยทั่วไป FOV ​​ของเครื่องสแกน LiDAR จะอธิบายเป็นมุมแนวนอนและแนวตั้ง FOV แนวนอนระบุขอบเขตของระยะการสแกนในระนาบแนวนอน ในขณะที่ FOV แนวตั้งแสดงถึงการครอบคลุมในระนาบแนวตั้ง

FOV ที่กว้างขึ้นทำให้เครื่องสแกน LiDAR สามารถจับภาพข้อมูลจากพื้นที่ที่กว้างขึ้นได้ในการสแกนครั้งเดียว ในขณะที่ FOV ที่แคบลงจะโฟกัสไปที่พื้นที่ที่เล็กลงและมีรายละเอียดมากขึ้น FOV ของเครื่องสแกน LiDAR ส่งผลต่อประสิทธิภาพการสแกน การครอบคลุม และความละเอียดของข้อมูลที่รวบรวม

ความแม่นยำสัมพันธ์

“ความแม่นยำสัมพันธ์” ของเครื่องสแกน LiDAR หมายถึงความแม่นยำและความสม่ำเสมอของการวัดที่เครื่องสแกนทำภายในชุดข้อมูลเมื่อเทียบกัน โดยจะอธิบายว่าจุดข้อมูลต่างๆ อยู่ในตำแหน่งที่ใกล้เคียงกันแค่ไหนเมื่อเทียบกันในข้อมูลคลาวด์จุดที่รวบรวมมา

ความแม่นยำที่สัมพันธ์กันเป็นตัวชี้วัดที่สำคัญในการสแกน LiDAR เนื่องจากจะวัดความสอดคล้องภายในของจุดข้อมูลและความสัมพันธ์เชิงพื้นที่ของจุดข้อมูลเหล่านั้น ความแม่นยำที่สัมพันธ์กันที่สูงขึ้นบ่งชี้ว่าจุดข้อมูลนั้นเรียงกันอย่างใกล้ชิดและสอดคล้องกัน ส่งผลให้การแสดงสภาพแวดล้อมที่สแกนมีความน่าเชื่อถือและแม่นยำยิ่งขึ้น

การทำความเข้าใจความแม่นยำที่สัมพันธ์กันของเครื่องสแกน LiDAR ถือเป็นสิ่งสำคัญในการประเมินคุณภาพและความน่าเชื่อถือของข้อมูลที่รวบรวม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแอปพลิเคชันที่ข้อมูลเชิงพื้นที่ที่แม่นยำมีความสำคัญ เช่น การทำแผนที่ภูมิประเทศ การตรวจสอบโครงสร้างพื้นฐาน และการวางผังเมือง

ความแม่นยำของกลุ่มจุดบนระดับท้องถิ่น สำหรับสแกนเนอร์แบบพกพา นี่คือความแม่นยำของการวัดระหว่างจุดต่างๆ ในตำแหน่งเดียว เช่น ห้อง

ความแม่นยำแน่นอน

ความแม่นยำของจุดคลาวด์ในระดับโลก อธิบายว่าจุดข้อมูลที่รวบรวมมาสอดคล้องกับตำแหน่งในโลกแห่งความเป็นจริงได้แม่นยำเพียงใด

ความแม่นยำสัมบูรณ์เป็นตัวชี้วัดพื้นฐานในการสแกน LiDAR เนื่องจากจะประเมินการจัดตำแหน่งของข้อมูลที่สแกนกับจุดอ้างอิงภายนอกหรือพิกัด เช่น ข้อมูล GPS หรือจุดควบคุมบนพื้นดิน ความแม่นยำสัมบูรณ์ที่สูงบ่งชี้ว่าสแกนเนอร์ LiDAR สามารถระบุตำแหน่งของวัตถุและคุณลักษณะในพื้นที่ที่สแกนในโลกแห่งความเป็นจริงได้อย่างแม่นยำ

การทำความเข้าใจความแม่นยำแน่นอนของเครื่องสแกน LiDAR ถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการข้อมูลภูมิสารสนเทศที่แม่นยำ เช่น การสำรวจที่ดิน การตรวจสอบโครงสร้างพื้นฐาน และการวางผังเมือง ซึ่งการระบุตำแหน่งเชิงพื้นที่ที่แม่นยำมีความจำเป็นต่อการตัดสินใจอย่างรอบรู้