8 uporab za senzorje LiDAR razen iPhonov in iPadov

Večina ljudi ima nekaj pojma o delovanju radarskih skenerjev. Ti senzorji, ki se že desetletja uporabljajo v navigaciji, pošiljajo radijske signale v vse smeri in merijo, koliko časa je potrebno, da se odbijejo, kar omogoča zaznavanje predmetov v bližini.

LiDAR pomeni "Light Detection And Ranging" in je podoben radarju, vendar namesto tega uporablja laserje. Tovrstni senzor je med kupci postal bolj znan, ko ga je Apple začel vključevati v svoje naprave.

Evolucija LiDAR: od laboratorijev do naprav Apple

Senzorji LiDAR so bili uporabljeni že dolgo preden so bili vključeni v Applove izdelke. Tehnologija je bila ustvarjena v šestdesetih letih prejšnjega stoletja in je bila ena prvih uporab laserskih žarkov.

LiDAR in radar delujeta podobno, vendar je slednji nekoliko osnovni in boljši za pozicioniranje, medtem ko prvi omogoča podrobno 3D slikanje. Ker laserji ohranjajo visoko ločljivost na daljših razdaljah kot radar, jih je mogoče uporabiti skupaj s skenerji radijskih signalov za bolj poglobljene informacije.

Nazadnje, industrijski senzorji LiDAR, kot so tisti, ki se uporabljajo v astronomiji, so veliki kot avtomobil, vendar so tisti, namenjeni krajšim razponom, lahko precej manjši. Zaradi tega so možne uporabe zelo različne.

Uporaba LiDAR v velikem obsegu

LiDAR se je desetletja uporabljal predvsem za obsežne aplikacije, kot so industrija, vlada in znanost.

1. Raziskovanje vesolja

LiDAR je že od svojega izuma namenjen 3D kartiranju. Med odpravo Apollo 15 leta 1971 so astronavti uporabili senzorje LiDAR za preslikavo Lunine površine.

Ista tehnologija je v uporabi še danes. Helikopter Ingenuity, ki ga je Nasa poslala na Mars, se zanaša na skenerje LiDAR za polavtonomno delovanje, zlasti med vzletom in pristankom. Ker potrebuje sedem minut, da informacije potujejo od Zemlje do Marsa in se ukazi pošljejo nazaj na Rdeči planet, se mora Ingenuity sam izstreliti in priklopiti.

2. Globokomorske študije

LiDAR ima tudi več zemeljskih aplikacij. Znanstvene ladje na primer uporabljajo skenerje LiDAR v svojih trupih za ustvarjanje 3D različic morskega dna.

To omogoča boljše razumevanje oceanskega dna in se lahko uporablja za kartiranje podvodnih gorskih verig in drugih značilnosti morskega dna. Podvodna vozila (s posadko ali brez) lahko uporabljajo LiDAR za še podrobnejše skeniranje okolice.

3. Ekologija

Glede znanstvene uporabe se senzorji LiDAR lahko uporabljajo tudi za okoljske meritve. Ena prvih uporab, že v šestdesetih letih prejšnjega stoletja, je bilo merjenje naravnih in onesnaženih oblakov v urbanih prostorih.

Poleg tega so LiDAR-ji, vgrajeni v letala ali satelite, uporabljeni tudi za zemljevid krošenj, kar omogoča nadzor nad krčenjem gozdov. Pogozdovanje je mogoče izmeriti tudi s primerjavo rasti dreves na določenem območju v določenem časovnem okviru.

4. Topografija in geologija

Preden so senzorji LiDAR postali široko dostopni za industrijsko uporabo, so bili zemljevidi višin ustvarjeni s kombiniranjem običajnih fotografij in radarskih podatkov. Letalo bi preletelo območje, ki bi ga bilo treba kartirati, s kamero, ki bi posnela slike iz zraka, in radarjem, ki oddaja radijske signale.

To je zahtevalo pristop v dveh korakih: radarske dnevnike je bilo treba sinhronizirati s časovnimi žigi fotografij po pristanku letala, zaradi česar je bila naloga zamudna. Z uporabo optičnih bralnikov LiDAR se 3D-preslikava izvede – kot nalašč – sproti, fotografije pa se uporabijo kot dodatna plast podrobnosti.

Ker različna tla absorbirajo laser na različne načine, je ta pristop mogoče uporabiti tudi za preučevanje sestave tal. Za geologe to pomeni, da še en korak raziskave postane veliko hitrejši, saj senzorji LiDAR delno opravijo študijo na kraju samem.

5. Transport in promet

Načrtovanje in delovanje prometnih sistemov postane lažje tudi z uporabo senzorjev LiDAR. Zanimivo je, da ima LiDAR veliko aplikacij v prometu, na primer merjenje natančnega števila vozil, ki uporabljajo določeno pot, tako da je mogoče za to cesto razviti boljše načrtovanje.

Prometni nadzor uporablja tudi skenerje LiDAR. Fiksne se uporabljajo za spremljanje stanja cest v realnem času, premične pa je mogoče namestiti kot visokozmogljive lovilce hitrosti. Te delujejo bolje kot radarske pasti, saj lahko med skeniranjem zaznajo registrsko tablico vozila kršitelja.

Potrošniške uporabe LiDAR

Odkar je Apple vključil LiDAR v svojo linijo iPad Pro 2020, je veliko elektronikov začelo integrirati LiDAR. Medtem ko nobena druga blagovna znamka doslej ne uporablja LiDAR-ja v svojih telefonih ali tablicah, proizvajalci Android raje uporabljajo Senzorji časa leta (ToF).— veliko elektronike, ki jo dnevno uporabljamo, ima LiDAR.

1. Robotski sesalniki

Medtem ko se osnovni robotski sesalniki pri svojem delu zanašajo izključno na senzorje bližine in pomnjenje razdalj, najboljši robotski sesalniki imajo veliko druge tehnike. Senzorji LiDAR so eni izmed teh.

Za to vrsto naprave LiDAR omogoča natančno kartiranje okolja. S temi informacijami ne bo poskušal izsesati tistega izgubljenega LEGO kosa s tal in se lahko bolje zaveda majhnih rež med pohištvom za boljše čiščenje.

2. Samovozeči avtomobili

Senzorji bližine na vozilih niso nič novega: že desetletja nam pomagajo, da se izognemo manjšim parkirnim situacijam. Vendar samovozeči avtomobili potrebujejo napredno tehnologijo, da se izognejo resnim nesrečam.

Zaradi tega je LiDAR ključni del varnostnih sistemov v večini avtonomnih vozil. Omogoča podrobne in dolgoročne informacije v realnem času o okolici avtomobila, vključno z zgradbami, drugimi vozili in, kar je še pomembneje, ljudmi.

Ena opazna izjema je Tesla, ki uporablja senzorje LiDAR na svojih prototipih za natančno nastavitev svojega samovozečega sistema. Vozila, ki jih prodajajo, imajo samo kamere za preprečevanje trka. vendar Teslin avtopilot ni znan po svoji izjemni varnosti.

3. Arhitektura in notranja oprema

Veliko jih je Aplikacije, ki podpirajo LiDAR, za iPhone in iPad, vključno z nekaterimi za arhitekturo in dekoracijo. Toda strokovnjaki lahko za to nalogo potrebujejo naprednejša orodja.

Namenski senzorji LiDAR omogočajo arhitektom in notranjim oblikovalcem ustvarjanje natančnih 3D zemljevidov notranjih in zunanjih prostorov. Z njihovo uporabo prihranijo čas pri meritvah in lahko bolje razvijejo rešitve za svoje stranke.

Skenerji LiDAR za arhitekturo se integrirajo tudi s programsko opremo za 3D modeliranje, ki jo uporabljajo profesionalci za ustvarjanje zgradb in pohištva. Če imajo vse podatke skupaj, lahko zagotovijo, da bo projekt v resničnem življenju čim bolj podoben digitalnim modelom.

LiDAR je veliko več kot le Apple

Apple si zasluži nekaj zaslug, ker je svojim uporabnikom prinesel tako uporabno tehnologijo, kot je LiDAR. Toda zgodovina LiDAR-ja se ni začela v Cupertinu; tudi ne bo konec tam.

Večina od nas se dnevno zanaša na senzorje LiDAR – za vožnjo v službo, čiščenje doma, celo za stavbo, v kateri živimo – in morda tega sploh ne ve. No, zdaj imaš.