La plate-forme Lidar prend en charge la détection d'occupation, la distanciation sociale

Quanergy, société d'optoélectronique spécialisée dans la détection 3D avec lidar, a développé un système qui surveille les flux de personnes dans un espace pour éviter la surpopulation et faire respecter les limites d'occupation. Le système peut même suivre les personnes dont la température corporelle est élevée.

La plateforme Qortex Flow Management de l'entreprise a remporté le Pandemic Tech Innovation Award 2020. Suite à la vague mondiale de Covid-19, Quanergy a adapté sa plateforme pour fournir des solutions fiables de distanciation sociale, qui reste la stratégie la plus efficace pour contrôler la propagation du virus.

Le lidar est une technologie de détection du temps de vol (ToF) qui émet un laser à faible puissance et mesure le temps nécessaire pour effectuer un aller-retour entre le capteur et une cible.

"En mesurant le temps entre la transmission et la réception de la lumière émise, vous pouvez mesurer la distance d'un objet en temps réel", a déclaré Enzo Signore, directeur marketing de Quanergy. Lorsque le capteur lidar émet des lumières à la fois verticalement et horizontalement, les données collectées sont utilisées pour générer une image 3D, fournissant à la fois des informations sur la position spatiale et la profondeur pour identifier, classer et suivre les objets en mouvement.

« La stratégie de Quanergy était à l'origine axée sur la fourniture de solutions basées sur le lidar pour les véhicules autonomes. En travaillant avec de nombreux clients, nous avons constaté que la technologie lidar était absorbée par d'autres marchés à un rythme beaucoup plus rapide, et pas seulement par le segment automobile. Notamment par l'activité de cartographie par drones 3D, par les villes intelligentes, les espaces intelligents, la sécurité et par le marché industriel. Et ainsi, au cours des deux dernières années, nous avons élargi notre stratégie produit pour développer des produits et des solutions pour ces autres marchés. Et maintenant, nous voyons les avantages de cette stratégie avec l'accélération de l'adoption du marché. Quanergy est désormais en très bonne position pour fournir non seulement le capteur matériel, mais également la plate-forme logicielle permettant un certain nombre d'applications sophistiquées que le marché peut adopter rapidement », a déclaré Signore.

En termes de sécurité, la technologie lidar offre une réduction significative des fausses alarmes, une réduction de plus de cinq fois des coûts par zone de couverture et une précision nettement supérieure à celle des systèmes basés sur des caméras. L'intelligence opérationnelle renforcée permet de gérer la distanciation sociale en termes d'occupation de l'espace et de régulation des flux.

Technologie LiDAR

Le principe du lidar est basique, mais la construction d'un système lidar n'est pas nécessairement simple. La formule utilisée par les ingénieurs pour calculer la distance est la suivante :la distance de l'objet =(vitesse de la lumière x temps de vol)/ 2. Le lidar mesure le temps de vol utilisé pour calculer la distance parcourue. La distance parcourue est ensuite convertie en altitude. Ces mesures sont effectuées en utilisant les composants clés d'un système lidar d'avion, y compris un GPS qui identifie la position X,Y,Z de l'énergie lumineuse et une unité de mesure interne (IMU) qui fournit l'orientation de l'avion dans le ciel .

L'un des facteurs de complication est que la lumière émise peut être réfléchie dans différentes directions. En regardant un arbre, certains photons seront réfléchis par les branches, mais d'autres continueront à travers et se refléteront depuis le sol - il est possible, voire probable, que plusieurs réflexions se produisent à partir d'une seule impulsion de lumière. Une forme d'onde ou une distribution d'énergie lumineuse est ce que le capteur lidar mesure.

Essentiellement, c'est très similaire à la technologie radar. Les deux utilisent des paramètres tels que la vitesse, l'angle et la portée. Le radar, bien sûr, utilise des ondes radio au lieu de la lumière. Le lidar peut fournir une image 3D, et ainsi créer le monde environnant de manière complète.

Contrairement aux caméras, le lidar ne présente aucun risque pour la vie privée. "Il n'y a pas de violation des informations de confidentialité car il n'y a pas de reconnaissance faciale", a déclaré Signore.

Le matériel d'un système lidar se compose essentiellement d'un émetteur et d'un récepteur, et d'un nuage de points qui identifie un ensemble de données de l'environnement scanné, ainsi que des objets fixes tels que des bâtiments, des arbres et d'autres structures permanentes. Un ensemble de données qui peut être transformé par un système logiciel pour créer des images 3D basées sur lidar d'une zone donnée.

Un paramètre d'identification est le champ de vision défini comme l'angle en degrés couvert par un capteur. En règle générale, les performances du capteur lidar sont mesurées dans le champ de vision horizontal et vertical.

Un autre facteur à prendre en compte dans le lidar est la réflectivité de la cible. La technologie Lidar réfléchit la lumière, certaines cibles réfléchissent mieux que d'autres et sont plus faciles à détecter. Une surface blanche réfléchit plus de lumière qu'une surface noire. Cette dernière est donc très difficile à détecter. Les miroirs réfléchissent dans une direction particulière qui peut ne pas être la direction du capteur. Contrairement à d'autres objets qui dispersent la lumière incidente dans diverses directions.

Les cibles telles que les panneaux de signalisation et les plaques d'immatriculation reflètent un pourcentage élevé de lumière vers le récepteur et sont de bonnes cibles pour les capteurs lidar. En raison de ces différences, les performances réelles et la portée efficace maximale d'un capteur LiDAR peuvent varier en fonction de la réflectance de surface de la cible (Figure 1).

Figure 1 :Technologie lidar Quanergy. (Cliquez pour agrandir.)

« Il existe de nombreuses propositions de valeur uniques que nous apportons sur le marché. Le premier concerne la précision et la richesse des nuages ​​de points. Tout est question de données. Et donc l'une des caractéristiques clés que Quanergy offre mieux que la plupart des autres solutions est le fait que nous pouvons générer un nuage de points 3D très riche. Par exemple, avec nos produits, nous pouvons collecter jusqu'à 1,3 million d'impulsions par seconde. Et cela crée une imagerie 3D très riche du monde qui nous entoure », a déclaré Signore.

Il a poursuivi : « Le deuxième différenciateur clé se trouve dans le logiciel de perception. Avoir un nuage de points est important. Mais ce qui est encore plus important, c'est comment interpréter ce que les capteurs regardent et y donner un sens. Par conséquent, avec le logiciel de perception que nous appelons Qortex, nous pouvons maintenant interpréter les objets autour du capteur. Par exemple, nous pouvons voir des personnes, des véhicules, l'arrière-plan, puis nous pouvons calculer combien de personnes se trouvent dans le champ de vision, non seulement la position XYZ mais aussi la vitesse et la direction dans lesquelles elles se déplacent. Le capteur peut déterminer la distance entre vous et moi et nous dire si nous sommes à un mètre, un et demi, deux mètres. Nous pouvons donc également utiliser ces informations pour les applications de distanciation sociale. Nous pouvons fournir entre 95 et 98 % de précision selon le type d'application, et ce, quelles que soient les conditions d'éclairage, cela peut être par une nuit noire parfaite ou par une journée ensoleillée. Une autre différence fondamentale réside dans le coût global de la solution. Dans notre cas, par exemple, avec notre série M, nous pouvons voir et classer des objets avec une précision de plus de 95 % jusqu'à 70 mètres de distance. Par conséquent, avec un seul capteur, vous pouvez couvrir jusqu'à 15 000 mètres carrés. Vous auriez besoin de plus de 100 caméras pour couvrir la même zone. dit Signore.

Quanergy propose des capteurs matériels tels que les séries M et S. Les capteurs lidar de la série M sont utilisés pour les applications de cartographie, de sécurité, de ville intelligente et d'espace intelligent. La série S est un véritable lidar 100 % à semi-conducteurs basé sur la technologie à réseau de phases optiques (OPA) qui offre une immunité aux vibrations et plus de 100 000 heures de temps moyen entre les pannes (MTBF). De plus, le processus de silicium CMOS économique et évolutif permet une production de masse extrêmement rentable.

Plateforme Qortex

La plate-forme de gestion des flux Qortex de Quanergy avec des capteurs LiDAR et la technologie AI (intelligence artificielle) fournit une analyse en temps réel pour le comptage de personnes, la détection d'objets, la classification, le suivi, la surveillance, la distanciation sociale, et plus encore.

La plate-forme s'intègre à des caméras thermiques pour identifier et suivre les personnes ayant une température corporelle élevée. La protection de la vie privée est garantie car aucune inscription n'est requise et il n'y a aucun risque de divulgation d'informations personnelles identifiables. Cette solution peut être appliquée pour la surveillance de la distanciation sociale dans les entreprises, les points de vente, les aéroports, les usines, les centres de distribution et les transports publics.

Chaque domaine d'application a sa propre complexité et son défi technologique. Vous devez vous assurer d'avoir suffisamment de capteurs pour couvrir tout le champ de vision, mais aussi pour contourner les occlusions telles que les colonnes ou d'autres éléments architecturaux environnementaux complexes qui bloquent le champ de vision (Figure 2).

Figure 2 : Série M de la quanergie

La plate-forme Qortex People Counter en instance de brevet est basée sur le logiciel de perception Qortex et le capteur lidar à semi-conducteurs S3-2. Cette solution logicielle/matérielle intégrée intègre des algorithmes d'apprentissage automatique et de perception 3D pour balayer le champ de vision du capteur, analyser le nuage de points lidar S3-2 et fournir des données anonymes sur les personnes détectées en temps réel. Le capteur lidar de la série S3-2 utilise la technologie SensorFusion pour permettre un comptage précis.

Qortex DTC (Detect, Track, Classify), le cerveau de la plate-forme Quanergy, permet une surveillance en temps réel, générant une multitude de données, notamment la position, la direction, la vitesse et le type d'objets détectés. Grâce à son API, les utilisateurs finaux, les intégrateurs de systèmes et les développeurs d'applications peuvent créer un puissant outil d'analyse et de veille économique pour surveiller et automatiser les processus.

La technologie lidar peut être un moyen d'imposer une distanciation sociale. Lorsque la distance entre les individus est inférieure à celle recommandée ou que le nombre de personnes dans une zone dépasse une certaine limite, un avertissement est émis et du personnel peut être envoyé. La solution peut également être intégrée à des caméras thermiques pour identifier les températures corporelles, tout en préservant la confidentialité. La solution peut également être utilisée dans les stades, car la réouverture des événements sportifs au public pourrait être positive pour améliorer l'humeur des gens dans une période aussi stressante.

>> Cet article a été initialement publié le notre site partenaire, EE Times.