La plataforma Lidar admite detección de ocupación, distanciamiento social

Quanergy, una empresa de optoelectrónica especializada en detección 3D con lidar, ha desarrollado un sistema que monitorea el flujo de personas en un espacio para evitar el hacinamiento y hacer cumplir los límites de ocupación. El sistema incluso puede rastrear a personas con temperaturas corporales elevadas.

La plataforma Qortex Flow Management de la compañía ganó el Pandemic Tech Innovation Award 2020. Tras la ola global de Covid-19, Quanergy adaptó su plataforma para brindar soluciones confiables para el distanciamiento social, que sigue siendo la estrategia más efectiva para controlar la propagación del virus.

Lidar es una tecnología de detección de tiempo de vuelo (ToF) que pulsa un láser a baja potencia y mide el tiempo que lleva completar un viaje de ida y vuelta entre el sensor y un objetivo.

“Al medir el tiempo entre la transmisión y la recepción de la luz emitida, puede medir la distancia de un objeto en tiempo real”, dijo Enzo Signore, director de marketing de Quanergy. Cuando el sensor lidar emite luces tanto vertical como horizontalmente, los datos recopilados se utilizan para generar una imagen en 3D, que proporciona información sobre la posición espacial y la profundidad para identificar, clasificar y rastrear objetos en movimiento.

“La estrategia de Quanergy se centró originalmente en proporcionar soluciones basadas en lidar para vehículos autónomos. Al trabajar con muchos clientes, hemos visto que la tecnología lidar estaba siendo absorbida por otros mercados a un ritmo mucho más rápido, no solo por el segmento automotriz. En particular, por el negocio de mapeo basado en drones 3D, por ciudades inteligentes, espacios inteligentes, seguridad y por el mercado industrial. Y así, durante los últimos años, hemos expandido nuestra estrategia de productos para desarrollar productos y soluciones para estos otros mercados. Y ahora, estamos viendo los beneficios de esta estrategia con la adopción acelerada del mercado. Quanergy se encuentra en una muy buena posición ahora para proporcionar no solo el sensor de hardware, sino también la plataforma de software para permitir una serie de aplicaciones sofisticadas que el mercado puede adoptar rápidamente ”, dijo Signore.

En términos de seguridad, la tecnología lidar proporciona una reducción significativa de las falsas alarmas, una reducción de más de cinco veces en el costo por área de cobertura y una precisión significativamente mayor que los sistemas basados ​​en cámaras. La inteligencia operativa mejorada le permite gestionar el distanciamiento social en términos de ocupación del espacio y regulación del flujo.

Tecnología LiDAR

El principio detrás de lidar es básico, pero construir un sistema lidar no es necesariamente simple. La fórmula que utilizan los ingenieros para calcular la distancia es:la distancia del objeto =(velocidad de la luz x tiempo de vuelo) / 2. Lidar mide el tiempo de vuelo utilizado para calcular la distancia recorrida. Luego, la distancia recorrida se convierte en elevación. Estas mediciones se realizan utilizando los componentes clave de un sistema lidar de aeronave, incluido un GPS que identifica la posición X, Y, Z de la energía luminosa y una unidad de medida interna (IMU) que proporciona la orientación de la aeronave en el cielo. .

Uno de los factores que complican la situación es que la luz emitida puede reflejarse en diferentes direcciones. Al mirar un árbol, algunos fotones se reflejarán desde las ramas, pero otros continuarán y se reflejarán desde el suelo; es posible, incluso probable, que se produzcan múltiples reflejos a partir de un pulso de luz. Una forma de onda o distribución de energía luminosa es lo que mide el sensor lidar.

Esencialmente, es muy similar a la tecnología de radar. Ambos usan parámetros como velocidad, ángulo y rango. El radar, por supuesto, usa ondas de radio en lugar de luz. El lidar puede proporcionar una imagen en 3D y, por lo tanto, crear el mundo circundante de una manera completa.

A diferencia de las cámaras, lidar no presenta ningún riesgo de privacidad. "No hay violaciones de la privacidad de la información porque no hay reconocimiento facial", dijo Signore.

El hardware de un sistema lidar consiste esencialmente en un transmisor y un receptor, y una nube de puntos que identifica un conjunto de datos del entorno escaneado, así como objetos fijos como edificios, árboles y otras estructuras permanentes. Un conjunto de datos que puede ser transformado por un sistema de software para crear imágenes 3D basadas en LIDAR de un área determinada.

Un parámetro de identificación es el campo de visión definido como el ángulo en grados cubierto por un sensor. Normalmente, el rendimiento del sensor lidar se mide en el campo de visión horizontal y vertical.

Otro factor a considerar en el LIDAR es la reflectividad del objetivo. La tecnología Lidar refleja la luz, algunos objetivos se reflejan mejor que otros y son más fáciles de detectar. Una superficie blanca refleja más luz que una superficie negra. Por tanto, este último es muy difícil de detectar. Los espejos se reflejan en una dirección particular que puede no ser la dirección del sensor. A diferencia de otros objetos que dispersan la luz incidente en varias direcciones.

Los objetivos como las señales de tráfico y las placas de matrícula reflejan un alto porcentaje de luz hacia el receptor y son buenos objetivos para los sensores lidar. Debido a estas diferencias, el rendimiento real y el rango efectivo máximo de un sensor LiDAR pueden variar según la reflectancia de la superficie del objetivo (Figura 1).

Figura 1:Tecnología lidar de Quanergy. (Haga clic para ampliar)

“Hay muchas propuestas de valor únicas que traemos al mercado. El primero trata sobre la precisión y la riqueza de las nubes de puntos. Se trata de datos. Por tanto, una de las características clave que ofrece Quanergy mejor que la mayoría de las otras soluciones es el hecho de que podemos generar una nube de puntos 3D muy rica. Por ejemplo, con nuestros productos, podemos recopilar hasta 1,3 millones de pulsos por segundo. Y eso crea una imagen 3D muy rica del mundo que nos rodea ”, dijo Signore.

Continuó:“El segundo diferenciador clave está en el software de percepción. Tener una nube de puntos es importante. Pero lo que es aún más importante es cómo interpretar lo que miran los sensores y darle sentido. Por lo tanto, con el software de percepción que llamamos Qortex, ahora podemos interpretar los objetos alrededor del sensor. Por ejemplo, podemos ver personas, vehículos, el fondo, y luego podemos calcular cuántas personas hay en el campo de visión, no solo la posición XYZ sino también la velocidad y la dirección en la que se mueven. El sensor puede determinar la distancia entre tú y yo y decirnos si estamos a un metro, uno y medio, dos metros de distancia. Por tanto, podemos utilizar esta información también para aplicaciones de distanciamiento social. Podemos proporcionar entre 95 y 98% de precisión según el tipo de aplicación, y eso, independientemente de las condiciones de iluminación, puede ser en una noche perfecta y completamente oscura o en un día completamente soleado. Otra diferencia fundamental reside en el costo total de la solución. En nuestro caso, por ejemplo, con nuestra Serie M, podemos ver y clasificar objetos con más del 95% de precisión hasta 70 metros de distancia. Por tanto, con un sensor puedes cubrir hasta 15.000 metros cuadrados. Necesitarías más de 100 cámaras para cubrir la misma área ". dijo Signore.

Quanergy ofrece sensores de hardware como las series M y S. Los sensores lidar de la serie M se utilizan para aplicaciones de mapeo, seguridad, ciudad inteligente y espacio inteligente. La serie S es un verdadero lidar 100% de estado sólido basado en tecnología de matriz óptica en fase (OPA) que ofrece inmunidad a vibraciones y más de 100.000 horas de tiempo medio entre fallas (MTBF). Además, el proceso de silicio CMOS económico y escalable permite una producción en masa extremadamente rentable.

Plataforma Qortex

La plataforma Qortex Flow Management de Quanergy con sensores LiDAR y tecnología AI (Inteligencia Artificial) proporciona análisis en tiempo real para el conteo de personas, detección de objetos, clasificación, seguimiento, monitoreo, distanciamiento social y más.

La plataforma se integra con cámaras térmicas para identificar y rastrear personas con temperaturas corporales elevadas. La protección de la privacidad está garantizada ya que no se requiere registro y no existe riesgo de divulgación de información de identificación personal. Esta solución se puede aplicar para el seguimiento del distanciamiento social en empresas, puntos de venta, aeropuertos, fábricas, centros de distribución y transporte público.

Cada campo de aplicación tiene su propia complejidad y desafío tecnológico. Debe asegurarse de tener suficientes sensores para cubrir todo el campo de visión, pero también para evitar oclusiones como columnas u otros elementos arquitectónicos ambientales complejos que bloquean el campo de visión (Figura 2).

Figura 2:Serie M de Quanergy

La plataforma de contador de personas Qortex, pendiente de patente, se basa en el software de percepción Qortex y el sensor lidar de estado sólido S3-2. Esta solución integrada de software / hardware incorpora aprendizaje automático y algoritmos de percepción 3D para escanear el campo de visión del sensor, analizar la nube de puntos lidar S3-2 y proporcionar datos anónimos sobre las personas detectadas en tiempo real. El sensor lidar de la serie S3-2 utiliza la tecnología SensorFusion para permitir un conteo preciso.

Qortex DTC (Detectar, rastrear, clasificar), el cerebro de la plataforma Quanergy, permite el monitoreo en tiempo real, generando una gran cantidad de datos que incluyen la posición, la dirección, la velocidad y el tipo de objetos detectados. A través de su API, los usuarios finales, integradores de sistemas y desarrolladores de aplicaciones pueden crear una poderosa herramienta de análisis e inteligencia empresarial para monitorear y automatizar procesos.

La tecnología Lidar puede ser una forma de imponer el distanciamiento social. Cuando la distancia entre las personas es menor que la recomendada, o la cantidad de personas en un área excede un cierto límite, se emite una advertencia y se puede enviar personal. La solución también se puede integrar con cámaras térmicas para identificar la temperatura corporal, mientras se mantiene la privacidad. La solución también se puede utilizar en estadios, ya que la reapertura de eventos deportivos al público podría ser positiva para mejorar el estado de ánimo de las personas en un período tan estresante.

>> Este artículo se publicó originalmente el nuestro sitio hermano, EE Times.