LiDAR сканер

LiDAR,  или Light Detection and Ranging, представляет собой технологию дистанционного зондирования, которая использует лазерный луч для получения информации об окружающих объектах.

С момента создания ученые использовали сканер LiDAR для составления карт земной поверхности и получения метеорологических данных. Это звучит сложно, и, честно говоря, эти технологии редко бывают доступными, но их использование в геопространственной индустрии дает большую отдачу от инвестиций.

Но с годами технологии становятся все доступнее. Теперь, когда стоимость датчиков LiDAR упала, эта технология все чаще используется на потребительских устройствах, таких как беспилотные автомобили, гаджеты с дополненной реальностью, смартфоны и даже пылесосы.

Что из себя представляет лидар

Любое лидарное устройство состоит из трех основных компонентов:

• лазер
• сканер
• специализированный GPS-приемник.

Существует два основных типа LiDAR-систем:

1. Наземные сканеры лидары работают на поверхности Земли и могут быть стационарными или мобильными.
2. Бортовая система LIDAR — это технология, в которой лазерный сканер, прикрепленный к летательному аппарату, например вертолету, самолету или дрону, создает трехмерную карту облака точек ландшафта.

Как работает LiDAR сканер?

Системы, использующие лазерный сканер LiDAR, излучают световые импульсы за пределами видимого спектра и измеряют, сколько времени требуется для возврата каждого импульса. Когда импульс достигает некоторого объекта, собираются данные о его направлении и расстоянии от LiDAR.

Используя датчики LiDAR сканера, можно определить форму и ориентацию любого объекта в пространстве на основе разницы во времени между испусканием лазерного сигнала и его возвращением к датчику после отражения от него.

С помощью повторяющихся эхо-запросов устройство с LiDAR может также узнать, как движутся ближайшие объекты, их скорость и обращены ли они к устройству LiDAR или от него.

Сферы применения LiDAR сканера

Первое, что приходит на ум – применение этой технологии в беспилотных транспортных средствах, поскольку она намного точнее, чем камеры или RADAR, при оценке расстояния и непроницаема для отражающих, текстурированных или бесструктурных поверхностей. Производители беспилотных транспортных средств выбирают ту или иную систему в качестве основной, и такие компании как Google, Uber, Toyota выбрали для покупки и развития именно LiDAR.

Робототехника

Все больше роботов используют LiDAR для предотвращения препятствий и навигации как на потребительских рынках, так и в научных кругах.

Метеорология и атмосферные исследования

С помощью технологии LiDAR можно выполнять множество различных измерений, таких как профилирование облаков, изучение характера ветра, изучение аэрозолей и количественное определение различных компонентов атмосферы. В свою очередь, компоненты атмосферы могут предоставить полезную информацию о приземном давлении, выбросах парниковых газов и влажности.

Возобновляемая энергия

Сектор возобновляемых источников энергии в настоящее время начинает успешно использовать доплеровские лидарные системы для измерения скорости ветра, турбулентности, направления ветра и сдвига ветра.

Разведка нефти и газа

Благодаря более короткой длине волны LiDAR может засечь крошечные молекулы в атмосфере. Поэтому для обнаружения новых месторождений нефти и газа используется метод, называемый LiDAR дифференциального поглощения (DAL).

Сегодня LiDAR сканер может предоставить трехмерные карты высот местности, высокоточные расстояния до земли и скорость приближения, необходимые для более точной посадки роботизированных и пилотируемых транспортных средств. Компании, занимающиеся сельскохозяйственными технологиями, могут использовать LiDAR для определения областей с оптимальным солнечным светом для роста сельскохозяйственных культур. Кроме того, LiDAR используется системами предупреждения о цунами для своевременной эвакуации населения и минимизации возможного ущерба.

Приложения для смартфонов, которые могут заменить рулетки, линейки и уровни также стали уже привычными. Измерения с помощью смартфона стали возможны после встраивания в них лидаров, что повысило их ценность и функциональность.