A plataforma Lidar suporta detecção de ocupação, distanciamento social

A Quanergy, empresa de optoeletrônica especializada em detecção 3D com lidar, desenvolveu um sistema que monitora o fluxo de pessoas em um espaço para evitar a superlotação e fazer cumprir os limites de ocupação. O sistema pode até rastrear indivíduos com altas temperaturas corporais.

A plataforma Qortex Flow Management da empresa ganhou o Pandemic Tech Innovation Award 2020. Seguindo a onda global da Covid-19, a Quanergy adaptou sua plataforma para fornecer soluções confiáveis ​​para o distanciamento social, que continua sendo a estratégia mais eficaz para controlar a propagação do vírus.

Lidar é uma tecnologia de detecção de tempo de vôo (ToF) que pulsa um laser em baixa potência e mede o tempo que leva para completar uma viagem de ida e volta entre o sensor e um alvo.

“Ao medir o tempo entre a transmissão e a recepção da luz emitida, você pode medir a distância de um objeto em tempo real”, disse Enzo Signore, diretor de marketing da Quanergy. Quando o sensor lidar emite luzes vertical e horizontalmente, os dados coletados são usados ​​para gerar uma imagem 3D, fornecendo a posição espacial e informações de profundidade para identificar, classificar e rastrear objetos em movimento.

“A estratégia da Quanergy foi originalmente focada em fornecer soluções baseadas em lidar para veículos autônomos. Ao trabalhar com muitos clientes, vimos que a tecnologia LIDAR estava sendo absorvida por outros mercados em um ritmo muito mais rápido, não apenas pelo segmento automotivo. Em particular pelo negócio de mapeamento baseado em drones 3D, por cidades inteligentes, espaços inteligentes, segurança e pelo mercado industrial. E assim, nos últimos dois anos, expandimos nossa estratégia de produto para desenvolver produtos e soluções para esses outros mercados. E agora, estamos vendo os benefícios dessa estratégia com a aceleração da adoção pelo mercado. A Quanergy está em uma posição muito boa agora para fornecer não apenas o sensor de hardware, mas também a plataforma de software para permitir uma série de aplicativos sofisticados que o mercado pode adotar rapidamente ”, disse Signore.

Em termos de segurança, a tecnologia lidar oferece uma redução significativa em alarmes falsos, uma redução de custo em mais de cinco vezes, por área de cobertura e uma precisão significativamente maior do que os sistemas baseados em câmeras. A inteligência operacional aprimorada permite que você gerencie o distanciamento social em termos de ocupação de espaço e regulação de fluxo.

Tecnologia LiDAR

O princípio por trás do lidar é básico, mas construir um sistema lidar não é necessariamente simples. A fórmula que os engenheiros usam para calcular a distância é:a distância do objeto =(velocidade da luz x tempo de vôo) / 2. O Lidar mede o tempo de vôo usado para calcular a distância percorrida. A distância percorrida é então convertida em elevação. Essas medições são feitas usando os principais componentes de um sistema lidar de aeronave, incluindo um GPS que identifica a posição X, Y, Z da energia da luz e uma unidade de medida interna (IMU) que fornece a orientação da aeronave no céu .

Um dos fatores complicadores é que a luz emitida pode ser refletida em diferentes direções. Olhando para uma árvore, alguns fótons serão refletidos dos galhos, mas outros continuarão e refletirão do solo - é possível, até mesmo provável, que múltiplas reflexões ocorram a partir de um pulso de luz. Uma forma de onda ou distribuição de energia de luz é o que o sensor lidar mede.

Essencialmente, é muito semelhante à tecnologia de radar. Ambos usam parâmetros como velocidade, ângulo e alcance. O radar, é claro, usa ondas de rádio em vez de luz. O lidar pode fornecer uma imagem 3D e, assim, criar o mundo circundante de uma forma completa.

Ao contrário das câmeras, lidar não oferece riscos à privacidade. “Não há violação de informações de privacidade porque não há reconhecimento facial”, disse Signore.

O hardware de um sistema lidar consiste essencialmente em um transmissor e receptor e uma nuvem de pontos que identifica um conjunto de dados do ambiente digitalizado, bem como objetos fixos, como edifícios, árvores e outras estruturas permanentes. Um conjunto de dados que pode ser transformado por um sistema de software para criar imagens 3D baseadas em lidar de uma determinada área.

Um parâmetro de identificação é o campo de visão definido como o ângulo em graus coberto por um sensor. Normalmente, o desempenho do sensor lidar é medido no campo de visão horizontal e vertical.

Outro fator a considerar no lidar é a refletividade do alvo. A tecnologia Lidar reflete a luz, alguns alvos refletem melhor do que outros e são mais fáceis de detectar. Uma superfície branca reflete mais luz do que uma superfície preta. O último, portanto, é muito difícil de detectar. Os espelhos refletem em uma direção específica que pode não ser a direção do sensor. Ao contrário de outros objetos que dispersam a luz incidente em várias direções.

Alvos como sinais de trânsito e placas de veículos refletem uma alta porcentagem de luz para o receptor e são bons alvos para sensores LIDAR. Devido a essas diferenças, o desempenho real e a faixa efetiva máxima de um sensor LiDAR podem variar dependendo da refletância da superfície do alvo (Figura 1).

Figura 1:Tecnologia lidar Quanergy. (Clique para ampliar.)

“Existem muitas propostas de valor exclusivas que trazemos para o mercado. O primeiro é sobre a precisão e a riqueza das nuvens de pontos. É tudo uma questão de dados. E, portanto, uma das principais características que o Quanergy oferece, melhor do que a maioria das outras soluções, é o fato de que podemos gerar uma nuvem de pontos 3D muito rica. Por exemplo, com nossos produtos, podemos coletar até 1,3 milhão de pulsos por segundo. E isso cria uma imagem 3D muito rica do mundo ao nosso redor ”, disse Signore.

Ele continuou:“O segundo diferenciador principal está no software de percepção. Ter uma nuvem de pontos é importante. Mas o que é ainda mais importante é como interpretar o que os sensores estão olhando e dar sentido a isso. Portanto, com o software de percepção que chamamos de Qortex, agora podemos interpretar os objetos ao redor do sensor. Por exemplo, podemos ver pessoas, veículos, o plano de fundo e, então, podemos calcular quantas pessoas estão no campo de visão, não apenas a posição XYZ, mas também a velocidade e a direção em que estão se movendo. O sensor pode determinar a distância entre você e eu e nos dizer se estamos a um metro, um e meio, dois metros de distância. Portanto, podemos usar essas informações também para aplicativos de distanciamento social. Podemos fornecer uma precisão de 95 a 98% dependendo do tipo de aplicação e, independentemente das condições de iluminação, pode ser em uma noite totalmente escura ou em um dia totalmente ensolarado. Outra diferença fundamental está no custo geral da solução. Em nosso caso, por exemplo, com nossa Série M, podemos ver e classificar objetos com mais de 95% de precisão até 70 metros de distância. Portanto, com um sensor você pode cobrir até 15.000 metros quadrados. Você precisaria de mais de 100 câmeras para cobrir a mesma área. ” disse Signore.

A Quanergy oferece sensores de hardware como as séries M e S. Os sensores lidar da série M são usados ​​para mapeamento, segurança, cidade inteligente e aplicativos espaciais inteligentes. O S-Series é um verdadeiro lidar 100% de estado sólido baseado em tecnologia de phased array óptico (OPA) que oferece imunidade a vibração e mais de 100.000 horas de tempo médio entre falhas (MTBF). Além disso, o processo de silício CMOS econômico e escalonável permite uma produção em massa extremamente econômica.

Plataforma Qortex

A plataforma Qortex Flow Management da Quanergy com sensores LiDAR e tecnologia AI (Inteligência Artificial) fornece análise em tempo real para contagem de pessoas, detecção de objetos, classificação, rastreamento, monitoramento, distanciamento social e muito mais.

A plataforma se integra a câmeras térmicas para identificar e rastrear pessoas com altas temperaturas corporais. A proteção da privacidade é garantida, pois nenhum registro é necessário e não há risco de divulgação de informações pessoais identificáveis. Essa solução pode ser aplicada no monitoramento do distanciamento social em empresas, pontos de venda, aeroportos, fábricas, centros de distribuição e transporte público.

Cada campo de aplicação tem sua própria complexidade e desafio tecnológico. Você precisa ter certeza de ter sensores suficientes para cobrir todo o campo de visão, mas também para contornar oclusões, como colunas ou outros elementos arquitetônicos ambientais complexos que bloqueiam o campo de visão (Figura 2).

Figura 2:Série M de Quanergy

A plataforma Qortex People Counter com patente pendente é baseada no software de percepção Qortex e no sensor LIDAR de estado sólido S3-2. Esta solução integrada de software / hardware incorpora aprendizado de máquina e algoritmos de percepção 3D para escanear o campo de visão do sensor, analisar a nuvem de pontos lidar S3-2 e fornecer dados anônimos sobre pessoas detectadas em tempo real. O sensor lidar da série S3-2 usa a tecnologia SensorFusion para permitir uma contagem precisa.

Qortex DTC (Detect, Track, Classify), o cérebro da Plataforma Quanergy, permite o monitoramento em tempo real, gerando uma grande quantidade de dados, incluindo posição, direção, velocidade e tipo de objetos detectados. Por meio de sua API, usuários finais, integradores de sistemas e desenvolvedores de aplicativos podem construir uma ferramenta poderosa de análise e inteligência de negócios para monitorar e automatizar processos.

A tecnologia Lidar pode ser uma forma de impor distanciamento social. Quando a distância entre os indivíduos é menor do que o recomendado, ou o número de pessoas em uma área excede um certo limite, um alerta é emitido e a equipe pode ser enviada. A solução também pode ser integrada a câmeras térmicas para identificar a temperatura corporal, mantendo a privacidade. A solução também pode ser usada em estádios, já que a reabertura de eventos esportivos ao público pode ser positiva para melhorar o humor das pessoas em um período tão estressante.

>> Este artigo foi publicado originalmente em nosso site irmão, EE Times.