Lidarプラットフォームは、占有検出、社会距離拡大をサポートします
LIDARを使用した3D検出を専門とするオプトエレクトロニクス企業であるQuanergyは、過密を防ぎ、占有制限を適用するために、空間内の人の流れを監視するシステムを開発しました。このシステムは、体温の高い個人を追跡することもできます。
同社のQortexFlow Managementプラットフォームは、パンデミックテックイノベーションアワード2020を受賞しました。Covid-19の世界的な波に続いて、Quanergyは、ウイルスの拡散を制御するための最も効果的な戦略である社会的距離の信頼できるソリューションを提供するためにプラットフォームを適応させました。
Lidarは、低出力でレーザーをパルスし、センサーとターゲット間の往復を完了するのにかかる時間を測定する飛行時間（ToF）センシングテクノロジーです。
Quanergyの最高マーケティング責任者であるEnzoSignoreは、次のように述べています。「放射光の送信から受信までの時間を測定することで、物体の距離をリアルタイムで測定できます。 LIDARセンサーが垂直方向と水平方向の両方で光を発する場合、収集されたデータを使用して3D画像が生成され、移動するオブジェクトを識別、分類、追跡するための空間位置と深度の両方の情報が提供されます。
「Quanergyの戦略は当初、自動運転車にLIDARベースのソリューションを提供することに重点を置いていました。多くのお客様と協力することで、LIDARテクノロジーは、自動車セグメントだけでなく、他の市場にもはるかに速いペースで吸収されていることがわかりました。特に、3Dドローンベースのマッピングビジネス、スマートシティ、スマートスペース、セキュリティ、および産業市場によるものです。そのため、過去2年間で、これらの他の市場向けの製品とソリューションを開発するために製品戦略を拡大してきました。そして今、市場での採用を加速することで、この戦略のメリットを実感しています。 Quanergyは現在、ハードウェアセンサーだけでなく、市場が急速に採用できる多くの高度なアプリケーションを可能にするソフトウェアプラットフォームも提供するために、非常に良い立場にあります。」とSignore氏は述べています。
セキュリティの観点から、LIDARテクノロジーは、誤警報を大幅に削減し、カバレッジエリアあたりのコストを5分の1以上削減し、カメラベースのシステムよりも大幅に高い精度を提供します。強化された運用インテリジェンスにより、スペースの占有とフローの規制の観点から社会的距離を管理できます。
LiDARテクノロジー
LIDARの背後にある原則は基本ですが、LIDARシステムの構築は必ずしも簡単ではありません。エンジニアが距離を計算するために使用する式は次のとおりです。オブジェクトの距離=（光速x飛行時間）/2。Lidarは、移動距離の計算に使用される飛行時間を測定します。次に、移動距離が標高に変換されます。これらの測定は、光エネルギーのX、Y、Z位置を識別するGPSや、空での航空機の向きを提供する内部測定単位（IMU）など、航空機ライダーシステムの主要コンポーネントを使用して行われます。 。
複雑な要因の1つは、放出された光がさまざまな方向に反射される可能性があることです。木を見ると、一部のフォトンは枝から反射されますが、他のフォトンは継続して地面から反射します。1つの光パルスから複数の反射が発生する可能性があります。波形または光エネルギー分布は、LIDARセンサーが測定するものです。
本質的に、それはレーダー技術に非常に似ています。どちらも速度、角度、範囲などのパラメータを使用します。もちろん、レーダーは光の代わりに電波を使用します。 LIDARは3D画像を提供できるため、完全な方法で周囲の世界を作成できます。
カメラとは異なり、LIDARにはプライバシーリスクはありません。 「顔認識がないため、プライバシー情報の侵害はありません」とSignore氏は述べています。
LIDARシステムのハードウェアは、基本的に送信機と受信機、スキャンされた環境からのデータセットを識別するポイントクラウド、および建物、樹木、その他の恒久的な構造物などの固定オブジェクトで構成されます。ソフトウェアシステムによって変換して、特定の領域のLIDARベースの3D画像を作成できるデータセット。
識別パラメータは、センサーがカバーする角度（度単位）として定義される視野です。通常、LIDARセンサーのパフォーマンスは、水平および垂直の視野で測定されます。
LIDARで考慮すべきもう1つの要素は、ターゲットの反射率です。 Lidarテクノロジーは光を反射し、一部のターゲットは他のターゲットよりもよく反射し、検出が容易です。白い表面は黒い表面よりも多くの光を反射します。したがって、後者を検出することは非常に困難です。ミラーは、センサーの方向ではない可能性がある特定の方向に反射します。入射光をさまざまな方向に分散させる他のオブジェクトとは異なります。
交通標識やナンバープレートなどのターゲットは、受信機に高い割合の光を反射し、LIDARセンサーに適したターゲットです。これらの違いにより、LiDARセンサーの実際のパフォーマンスと最大有効範囲は、ターゲットの表面反射率によって異なる場合があります（図1）。
図1：QuanergyLIDARテクノロジー。 （クリックすると拡大します。）
「私たちが市場にもたらすユニークな価値提案はたくさんあります。 1つ目は、点群の精度と豊かさについてです。すべてはデータです。したがって、Quanergyが他のほとんどのソリューションよりも優れている重要な特性の1つは、非常にリッチな3Dポイントクラウドを生成できるという事実です。たとえば、当社の製品では、1秒あたり最大130万パルスを収集できます。そして、それは私たちの周りの世界の非常に豊かな3Dイメージングを作成します」とSignoreは言いました。
彼は続けました。「2番目の重要な差別化要因は知覚ソフトウェアにあります。点群を持つことは重要です。しかし、さらに重要なのは、センサーが見ているものをどのように解釈し、それを理解するかです。したがって、Qortexと呼ばれる知覚ソフトウェアを使用して、センサー周辺のオブジェクトを解釈できるようになりました。たとえば、人、車両、背景を確認してから、XYZ位置だけでなく、速度と移動方向も含めて、視野内にいる人の数を計算できます。センサーはあなたと私の間の距離を判断し、私たちが1メートル、1.5メートル、2メートル離れているかどうかを教えてくれます。したがって、この情報は社会的距離を置くアプリケーションにも使用できます。アプリケーションの種類に応じて95〜98％の精度を提供できます。これは、照明条件に関係なく、真っ暗な夜でも、晴れた日でもかまいません。もう1つの根本的な違いは、ソリューションの全体的なコストにあります。たとえば、私たちの場合、Mシリーズを使用すると、70メートル離れた場所まで95％以上の精度でオブジェクトを表示および分類できます。したがって、1つのセンサーで最大15,000平方メートルをカバーできます。同じエリアをカバーするには、100台以上のカメラが必要です。」シニョーレは言った。
Quanergyは、MおよびSシリーズなどのハードウェアセンサーを提供しています。 MシリーズLIDARセンサーは、マッピング、セキュリティ、スマートシティおよびスマートスペースのアプリケーションに使用されます。 Sシリーズは、光学フェーズドアレイ（OPA）テクノロジーに基づく真の100％ソリッドステートライダーであり、耐振動性と平均故障間隔（MTBF）が100,000時間を超えるものを提供します。さらに、経済的でスケーラブルなCMOSシリコンプロセスにより、非常に費用対効果の高い大量生産が可能になります。
Qortexプラットフォーム
LiDARセンサーとAI（人工知能）テクノロジーを備えたQuanergyのQortex Flow Managementプラットフォームは、人のカウント、オブジェクト検出、分類、追跡、監視、社会的距離などのリアルタイム分析を提供します。
このプラットフォームは赤外線カメラと統合されており、体温の高い人を識別して追跡します。登録が不要であり、個人を特定できる情報が開示されるリスクがないため、プライバシーの保護が保証されます。このソリューションは、企業、小売店、空港、工場、配送センター、および公共交通機関における社会的距離の監視に適用できます。
各アプリケーション分野には、独自の複雑さと技術的課題があります。視野全体をカバーするのに十分なセンサーがあることを確認する必要がありますが、視野を遮る柱やその他の複雑な環境、建築要素などの閉塞を回避することもできます（図2）。
図2：MシリーズのQuanergy
特許出願中のQortexPeople Counterプラットフォームは、Qortex認識ソフトウェアとS3-2ソリッドステートLIDARセンサーに基づいています。この統合されたソフトウェア/ハードウェアソリューションには、機械学習と3D知覚アルゴリズムが組み込まれており、センサーの視野をスキャンし、LIDAR S3-2ポイントクラウドを分析し、リアルタイムで検出された人物に関する匿名データを提供します。 S3-2シリーズLIDARセンサーは、SensorFusionテクノロジーを使用して、正確なカウントを可能にします。
QuanergyPlatformの頭脳であるQortexDTC（Detect、Track、Classify）は、リアルタイムの監視を可能にし、検出されたオブジェクトの位置、方向、速度、タイプなどの豊富なデータを生成します。 APIを通じて、エンドユーザー、システムインテグレーター、アプリケーション開発者は、プロセスを監視および自動化するための強力な分析およびビジネスインテリジェンスツールを構築できます。
Lidarテクノロジーは、社会的距離を押し上げる方法になり得ます。個人間の距離が推奨値よりも小さい場合、またはエリア内の人数が一定の制限を超えている場合は、警告が発せられ、スタッフを派遣することができます。このソリューションは、プライバシーを維持しながら、赤外線カメラと統合して体温を特定することもできます。このソリューションはスタジアムでも使用できます。スポーツイベントを一般公開することで、このようなストレスの多い時期に人々の気分を改善できる可能性があるためです。
>>この記事はもともと姉妹サイトのEETimes。
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