LiDAR ir daudz citu lietojumu, ne tikai viedtālruņu skenēšanas lietotnes.
Lielākajai daļai cilvēku ir zināma izpratne par radara skeneru darbību. Šie sensori, kas ir izmantoti navigācijā gadu desmitiem, sūta radio signālus visos virzienos un mēra, cik ilgs laiks nepieciešams, lai tie tiktu atspoguļoti, tādējādi ļaujot noteikt tuvumā esošus objektus.
LiDAR apzīmē "gaismas noteikšanu un diapazonu" un ir līdzīgs radaram, bet tā vietā izmanto lāzerus. Šāda veida sensors kļuva plašāk pazīstams klientu vidū, kad Apple sāka to iekļaut savās ierīcēs.
LiDAR Evolution: no laboratorijām līdz Apple ierīcēm
LiDAR sensori tika izmantoti jau ilgi pirms Apple produktos tie parādījās. Šī tehnoloģija tika izveidota 1960. gados, un tā bija viens no pirmajiem lāzera staru izmantošanas veidiem.
LiDAR un radars darbojas līdzīgi, bet pēdējais ir nedaudz vienkāršs un labāks pozicionēšanai, savukārt pirmais ļauj veikt detalizētu 3D attēlveidošanu. Turklāt, tā kā lāzeri nodrošina augstu izšķirtspēju lielākos diapazonos nekā radars, tos var izmantot kopā ar radiosignālu skeneriem, lai iegūtu padziļinātu informāciju.
Visbeidzot, nozares līmeņa LiDAR sensori, piemēram, astronomijā izmantotie, ir tikpat lieli kā automašīna, taču tie, kas paredzēti īsākiem diapazoniem, var būt daudz mazāki. Tādēļ iespējamie lietojumi ir ļoti atšķirīgi.
Liela mēroga LiDAR lietojumi
LiDAR gadu desmitiem galvenokārt tika izmantots liela mēroga lietojumprogrammām, piemēram, rūpniecībai, valdībai un zinātnei.
1. Kosmosa izpēte
Kopš izgudrošanas LiDAR ir paredzēts 3D kartēšanai. Apollo 15 ekspedīcijas laikā 1971. gadā astronauti izmantoja LiDAR sensorus, lai kartētu Mēness virsmu.
Tā pati tehnoloģija tiek izmantota arī mūsdienās. Ingenuity helikopters, ko NASA nosūtīja uz Marsu, daļēji autonomai darbībai ir balstīts uz LiDAR skeneriem, īpaši pacelšanās un nosēšanās laikā. Tā kā informācijas nokļūšanai no Zemes uz Marsu un komandu nosūtīšanai atpakaļ uz Sarkano planētu ir nepieciešamas septiņas minūtes, tāpēc Ingenuity ir jāsāk un jāpievienojas pašai.
2. Dziļjūras pētījumi
LiDAR ir arī vairāk zemes lietojumu. Piemēram, zinātniskie kuģi izmanto LiDAR skenerus savos korpusos, lai izveidotu jūras gultnes 3D versijas.
Tas ļauj labāk izprast okeāna dibenu, un to var izmantot, lai kartētu zemūdens kalnu ķēdes un citas jūras dibena iezīmes. Subaquatic transportlīdzekļi (ar vai bez apkalpes) var izmantot LiDAR, lai vēl detalizētāk skenētu apkārtni.
3. Ekoloģija
Runājot par zinātnisku izmantošanu, LiDAR sensorus var izmantot arī vides mērījumiem. Viens no pirmajiem lietojumiem pagājušā gadsimta 60. gados bija dabas un piesārņojuma mākoņu mērīšana pilsētu telpās.
Turklāt lidmašīnās vai satelītos iegultie LiDAR tiek izmantoti arī nojumju kartēšanai, ļaujot uzraudzīt mežu izciršanu. Meža atjaunošanu var arī izmērīt, salīdzinot koku augšanu noteiktā apgabalā noteiktā laika posmā.
4. Topogrāfija un ģeoloģija
Pirms LiDAR sensori kļuva plaši pieejami rūpnieciskām vajadzībām, augstuma kartes tika izveidotas, apvienojot parastās fotogrāfijas un radara datus. Lidmašīna lidotu virs kartējamās teritorijas ar kameru, kas uzņemtu attēlus no gaisa, un radars raidītu radio signālus.
Tam bija nepieciešama divpakāpju pieeja: radara žurnāli bija jāsinhronizē ar fotoattēlu laikspiedoliem pēc lidmašīnas nosēšanās, padarot uzdevumu laikietilpīgu. Izmantojot LiDAR skenerus, 3D kartēšana tiek veidota lidojuma laikā, un fotoattēli tiek izmantoti kā papildu detaļu slānis.
Tā kā dažādas augsnes absorbē lāzeru dažādos veidos, šo pieeju var izmantot arī zemes sastāva pētīšanai. Ģeologiem tas nozīmē, ka vēl viens izpētes posms kļūst daudz ātrāks, jo LiDAR sensori daļēji veic pētījumus uz vietas.
5. Transports un satiksme
Satiksmes sistēmu izstrāde un darbība kļūst vienkāršāka, izmantojot arī LiDAR sensorus. Interesanti, ka LiDAR ir daudz lietojumprogrammu transporta jomā, piemēram, precīza transportlīdzekļu skaita mērīšana, kas izmanto noteiktu ceļu, lai šim ceļam varētu izstrādāt labāku plānošanu.
Satiksmes uzraudzību var izmantot arī LiDAR skeneriem. Fiksētie tiek izmantoti ceļu stāvokļa uzraudzībai reāllaikā, savukārt pārvietojamos var uzstādīt kā augstas veiktspējas ātruma slazdus. Tie darbojas labāk nekā uz radaru balstīti slazdi, jo skenēšanas laikā tie var noteikt pārkāpēja transportlīdzekļa numura zīmi.
Patērētāju LiDAR lietojumi
Kopš Apple iekļāva LiDAR savā 2020. gada iPad Pro līnijā, daudzas elektronikas sāka integrēt LiDAR. Lai gan līdz šim neviens cits zīmols savos tālruņos vai planšetdatoros neizmanto LiDAR, Android ražotāji dod priekšroku Lidojuma laika (ToF) sensori— daudzai elektronikai, ko lietojam ikdienā, ir LiDAR.
1. Robotu putekļsūcēji
Lai gan sākuma līmeņa robotu putekļsūcēji paļaujas tikai uz tuvuma sensoriem un attāluma iegaumēšanu, lai veiktu savu darbu, labākie robotu putekļsūcēji ir daudz citu tehnoloģiju. LiDAR sensori ir viens no tiem.
Šāda veida ierīcēm LiDAR nodrošina precīzu vides kartēšanu. Izmantojot šo informāciju, tas nemēģinās izsūkt pazaudēto LEGO gabalu no zemes un var labāk apzināties nelielas spraugas starp mēbelēm, lai nodrošinātu labāku tīrīšanu.
2. Pašbraucošās automašīnas
Automašīnu tuvuma sensori nav nekas jauns: tie ir palīdzējuši mums izvairīties no nelielām stāvvietām jau vairākus gadu desmitus. Tomēr pašbraucošām automašīnām ir vajadzīgas progresīvas tehnoloģijas, lai izvairītos no nopietniem negadījumiem.
Tāpēc LiDAR ir būtiska drošības sistēmu sastāvdaļa lielākajā daļā autonomo transportlīdzekļu. Tas ļauj reāllaikā iegūt detalizētu un liela attāluma informāciju par automašīnas apkārtni, tostarp ēkām, citiem transportlīdzekļiem un, vēl svarīgāk, cilvēkiem.
Viens ievērojams izņēmums ir Tesla, kas savos prototipos izmanto LiDAR sensorus, lai precīzi noregulētu savu pašpiedziņas sistēmu. Viņu pārdotajiem transportlīdzekļiem ir tikai kameras, lai novērstu sadursmi. tomēr Teslas autopilots nav pazīstams ar savu izcilo drošību.
3. Arhitektūra un interjera dizains
Tur ir daudz LiDAR iespējotas lietotnes iPhone un iPad ierīcēm, tostarp daži arhitektūrai un dekorēšanai. Bet profesionāļiem var būt nepieciešami sarežģītāki rīki uzdevuma veikšanai.
Speciālie LiDAR sensori ļauj arhitektiem un interjera dizaineriem izveidot precīzas iekštelpu un āra telpu 3D kartes. Izmantojot tos, viņi ietaupa mērījumu laiku un var labāk izstrādāt risinājumus saviem klientiem.
LiDAR skeneri arhitektūrai ir integrēti arī ar 3D modelēšanas programmatūru, ko profesionāļi izmanto ēku un mēbeļu radīšanai. Apkopojot visus datus, viņi var nodrošināt, ka projekts reālajā dzīvē izskatīsies pēc iespējas līdzīgāks digitālajiem maketiem.
LiDAR ir daudz vairāk nekā tikai Apple
Apple ir pelnījis zināmu atzinību par tehnoloģiju, kas ir tikpat noderīga kā LiDAR, nodošanu saviem lietotājiem. Bet LiDAR vēsture nesākās Cupertino; ar to viss nebeigsies.
Lielākā daļa no mums katru dienu paļaujas uz LiDAR sensoriem — braukšanai uz darbu un mājām, mājas uzkopšanai, pat ēkā, kurā dzīvojam, un, iespējams, to pat nezina. Nu, tagad jūs to darāt.