Bir konsepsiya olaraq, lidar onilliklərdir mövcuddur. Ancaq sensorlar kiçildikcə, mürəkkəbləşdikcə və lidar texnologiyası olan məhsulların əhatə dairəsi getdikcə genişləndikcə bu texnologiyaya maraq son illərdə kəskin şəkildə artdı.
Lidar sözü LIDAR (İşıq Algılama və Ranging) tərcüməsidir. Bu, şəffaf və yarı şəffaf mühitlərdə işığın əks olunması və səpilmə fenomenlərindən istifadə edən aktiv optik sistemlərdən istifadə edərək uzaq obyektlər haqqında məlumat əldə etmək və emal etmək üçün bir texnologiyadır. Lidar bir cihaz olaraq bir radara bənzəyir, buna görə də onun tətbiqi müşahidə və aşkarlamadır, ancaq radarda olduğu kimi radio dalğaları əvəzinə əksər hallarda lazerlə işığı çıxarır. Lider termini, Lockheed Martin -in kosmik sistemlər bölməsinin bir hissəsi olan Coherent Technologies -in tədqiqat rəhbəri Joe Buck, iki anlayışın texniki baxımdan fərqli olduğunu söyləsə də, lazer algılama və dəyişmə mənasını verən Ladar ilə tez -tez bir -birini əvəz edir. "Havada olan hissəcikli maddələr və ya aerozol kimi yumşaq bir cisim hesab edilə bilən bir şeyə baxdığınız zaman mütəxəssislər bu obyektlərin aşkarlanmasından danışarkən lidardan istifadə edirlər. Avtomobil və ya ağac kimi möhkəm və möhkəm əşyalara baxanda, Ladar termininə meyl edirsən. " Elm baxımından lidar haqqında bir az daha çox məlumat üçün "Lidar: Necə Çalışır" bölümünə baxın.
"Lidar, 1960 -cı illərin əvvəllərində yarandığı gündən bəri onilliklər ərzində tədqiqat mövzusudur" dedi. Bununla birlikdə, bu əsrin əvvəllərindən etibarən, ilk növbədə, texnoloji tərəqqi sayəsində ona olan maraq nəzərəçarpacaq dərəcədə artdı. Nümunə olaraq sintetik diyafram göstərməsini istifadə etdi. Teleskop nə qədər böyük olarsa, obyektin qətnaməsi də o qədər yüksək olar. Əgər son dərəcə yüksək qətnaməyə ehtiyacınız varsa, praktiki baxımdan çox praktik olmayan daha böyük bir optik sistemə ehtiyac ola bilər. Sintetik diyafram görüntüsü, fiziki diyaframdan daha böyük ola biləcək həqiqi bir diyafram əldə etmək üçün hərəkətli bir platforma və siqnal işlənməsi istifadə edərək bu problemi həll edir. Sintetik diyafram radarları (SAR) onilliklər ərzində istifadə olunur. Lakin, 2000 -ci illərin əvvəllərində, lazerlərin o dövrdə artıq geniş istifadə edilməsinə baxmayaraq, sintetik diyaframlı optik görüntüləmənin praktiki nümayişləri başlamışdır. "Əslində, geniş bir tənzimləmə aralığında kifayət qədər sabitliyə malik olan optik mənbələrin hazırlanması daha çox vaxt aldı … Materialların, işıq mənbələrinin və detektorların təkmilləşdirilməsi davam edir. İndi nəinki bu ölçmələri aparmaq qabiliyyətinə sahibsiniz, həm də sistemləri ölçüsü, çəkisi və enerji istehlakı baxımından praktik hala gətirərək kiçik bloklarda edə bilərsiniz."
Lidardan (və ya lidar tərəfindən toplanan məlumatlardan) məlumat toplamaq daha asan və daha praktik olur. BAE Systems -in Coğrafi Məkan İstismarı Məhsulları Qrupunun rəhbəri Nik Rosengarten deyir ki, ənənəvi olaraq təyyarə sensorlarından yığılıb. Ancaq bu gün sensorlar yerüstü avtomobillərə və ya hətta sırt çantalarına quraşdırıla bilər ki, bu da insan məlumatlarının toplanmasını nəzərdə tutur. "Bu, bir çox imkanlar açır, məlumatlar həm daxili, həm də açıq havada toplana bilər" dedi Rosengarten. Textron Systems -in Geospatial Solutions Başçısı Matt Morris deyir: “Lidar, həqiqətən də inanılmaz bir məlumat bazasıdır, çünki Yer səthində ən detallı məlumatları təqdim edir. DTED (Digital Terrain Elevation Data) texnologiyasından fərqli olaraq, yer səthinin müəyyən nöqtələrdə yüksəlməsi ilə bağlı məlumatlar verən daha ətraflı və belə desək daha rəngli bir görüntü verir. Bəlkə də hərbi müştərilərimizdən eşitdiyim ən güclü istifadə hallarından biri, tanımadığı ərazilərdə yerləşdirmə ssenarisidir, çünki hara getməli olduqlarını bilməlidirlər … dama çıxmaq və ya hasara dırmaşmaq. DTED məlumatları bunu görməyə imkan vermir. Binaları belə görməyəcəksiniz."
Morris qeyd etdi ki, hətta bəzi ənənəvi yüksək qətnaməli arazi yüksəklik məlumatları bu xüsusiyyətləri görməyə imkan verməyəcək. Lakin lidar, "mövqe aralığı" səbəbiylə bunu etməyə imkan verir - bu, məlumat silsiləsində dəqiq göstərilə bilən mövqelər arasındakı məsafəni təsvir edir. Bir lidar vəziyyətində, "meydança" santimetrə endirilə bilər, "beləliklə bir binanın damının hündürlüyünü və ya divarın hündürlüyünü və ya ağacın hündürlüyünü dəqiq bilə bilərsiniz. Bu, həqiqətən, üçölçülü (3D) situasional şüurun səviyyəsini artırır. " Bundan əlavə, lidar sensorlarının qiyməti ölçüləri ilə bərabər azalır və bu da onları daha əlverişli edir. “On il əvvəl lidar sensor sistemləri çox böyük və çox bahalı idi. Həqiqətən də yüksək enerji istehlakına sahib idilər. Ancaq inkişaf etdikcə texnologiyalar inkişaf etdi, platformalar çox kiçildi, enerji istehlakı azaldı və istehsal etdikləri məlumatların keyfiyyəti artdı."
Morris, lidarın hərbi sahədə əsas istifadəsinin 3D planlaşdırma və döyüş missiyalarının hazırlanması olduğunu söylədi. Məsələn, onun şirkətinin Lidar Analyst uçuş simulyasiya məhsulu, istifadəçilərə böyük miqdarda məlumat almağa və "bu 3D modelləri tez bir zamanda yaratmağa imkan verir, o zaman öz missiyalarını çox dəqiq planlaşdıra bilərlər". Eyni şey yerüstü əməliyyatlar üçün də keçərlidir. Morris izah etdi: "Məhsulumuz hədəf bölgəyə giriş və çıxış marşrutlarını planlaşdırmaq üçün istifadə olunur və xam məlumatlar yüksək qətnamə olduğu üçün vəziyyətin görmə xətti daxilində çox dəqiq təhlili aparmaq mümkündür."
Textron, Lidar Analyst ilə birlikdə ABŞ ordusu və kəşfiyyat orqanları üçün bir görüntü təhlili proqram məhsulu olan RemoteView hazırladı. RemoteView proqramı lidar məlumatları da daxil olmaqla müxtəlif məlumat mənbələrindən istifadə edə bilər. BAE Systems, coğrafi məkan təhlili üçün də proqram təmin edir, burada ən qabaqcıl məhsulu lidar məlumatlarının istifadəsi də daxil olmaqla bir çox qabiliyyət təmin edən SOCET GXP -dir. Bundan əlavə, Rosengarten, şirkətin məlumat idarəetmə proqramı olan GXP Xplorer texnologiyasını hazırladığını izah etdi. Bu texnologiyalar hərbi tətbiqlər üçün olduqca uyğundur. Məsələn, Rosengarten, SOCET GXP proqramının bir hissəsi olan vertolyotun enmə zonasının hesablanması üçün bir vasitədən bəhs etdi. "Bu, lidar məlumatlarını ala bilər və istifadəçilərə bir helikopterin enməsi üçün kifayət ola biləcək yerdəki sahələr haqqında məlumat verə bilər." Məsələn, yolda ağaclar kimi şaquli maneələrin olub olmadığını onlara deyə bilər: "İnsanlar bu vasitədən humanitar böhranlar zamanı evakuasiya nöqtəsi olaraq ən uyğun ola biləcək sahələri müəyyən edə bilərlər." Rosengarten, müəyyən bir ərazidən birdən çox lidar məlumat dəstinin toplandığı və bir -birinə yapışdırıldığı kirəmitləmə potensialını da vurğuladı. Bu, "coğrafi məlumatlardan istifadə edərək hesablanmış meta məlumatları yerdəki dəqiq zonalara çevirə bilən BAE Systems -in SOCET GXP tətbiqi kimi proqramlarla birlikdə lidar sensoru meta məlumatlarının artan sədaqəti sayəsində mümkün olur. Proses lidar məlumatlarına əsaslanır və məlumatların necə toplanmasından asılı deyil."
Necə işləyir: lidar
Lidar hədəfi işıqla işıqlandıraraq işləyir. Lidar, görünən, ultrabənövşəyi və ya yaxın infraqırmızı diapazonda işığı istifadə edə bilər. Lidarın işləmə prinsipi sadədir. Cisim (səth) qısa bir işıq nəbzi ilə işıqlandırılır, siqnalın mənbəyə qayıtdığı vaxt ölçülür. Lidar, saniyədə 150.000 nəbzədək tezliyə malik bir cisimə (səthə) sürətli qısa lazer şüalanmasının zərbələrini göndərir. Cihazdakı bir sensor, sabit bir işıq sürəti 299792 km / s olduğunu nəzərə alaraq, işıq nəbzinin ötürülməsi ilə əks olunması arasındakı vaxtı ölçür. Bu zaman aralığını ölçməklə lidar ilə cisimin ayrı bir hissəsi arasındakı məsafəni hesablamaq və buna görə də lidarla əlaqəli mövqeyinə əsaslanaraq obyektin görüntüsünü yaratmaq mümkündür.
Külək qayçı
Bu vaxt Buck, Lockheed Martin -in WindTracer texnologiyasının mümkün hərbi tətbiqlərinə işarə etdi. WindTracer ticarət texnologiyası lidardan hava limanlarında küləyin kəsilməsini ölçmək üçün istifadə edir. Eyni proses hərbi sahədə, məsələn, dəqiq hava damlaları üçün də istifadə edilə bilər. "Təchizatlarınızı kifayət qədər yüksək bir hündürlükdən atmalısınız, bunun üçün paletlərə qoyub paraşütdən atın. İndi görək hara enirlər? Hara gedəcəklərini təxmin edə bilərsiniz, amma problem aşağı düşdükcə külək kəsmə istiqamətinin fərqli yüksəkliklərdə dəyişməsidir "dedi. - Və sonra paletin haraya düşəcəyini necə təxmin edirsiniz? Küləyi ölçə və traektoriyanı optimallaşdıra bilsəniz, təchizatı çox yüksək dəqiqliklə çatdıra bilərsiniz."
Lidar pilotsuz yerüstü nəqliyyat vasitələrində də istifadə olunur. Məsələn, avtomatik yerüstü nəqliyyat vasitələrinin (AHA) istehsalçısı Roboteam, Üst Layer adlı bir alət yaratdı. Bu, lidar istifadə edən 3D Xəritəçəkmə və muxtar naviqasiya texnologiyasıdır. Roboteam rəhbəri Şahar Abuxazira deyir ki, Üst Layer lidardan iki şəkildə istifadə edir. Birincisi, qapalı yerlərin real vaxt rejimində xəritələnməsinə imkan verir. "Bəzən video yeraltı şəraitdə yetərli olmur, məsələn, çox qaranlıq ola bilər və ya toz və ya tüstü səbəbindən görmə qabiliyyəti pisləşə bilər", - Abuxazira əlavə edib. - Lidarın imkanları, sıfır oriyentasiya və ətraf mühit anlayışı olan bir vəziyyətdən uzaqlaşmağa imkan verir … indi otağı, tuneli xəritələyir. Heç bir şey görməsəniz də və harada olduğunuzu bilməsəniz də vəziyyəti dərhal anlaya bilərsiniz."
Lidarın ikinci istifadəsi, operatorun hər an birdən çox sistemi idarə etməsinə kömək edən muxtariyyətidir. "Bir operator bir AHA-nı idarə edə bilər, ancaq insan tərəfindən idarə olunan bir avtomobili izləyən və izləyən digər iki AHA var" dedi. Eynilə, bir əsgər binaya girə bilər və ANA sadəcə onu izləyir, yəni aparatı işlətmək üçün silahları kənara qoymağa ehtiyac yoxdur. "Bu işi sadə və intuitiv edir." Roboteam -ın daha böyük AHA Probotunun da uzun məsafələrə səyahət etməsinə kömək etmək üçün gəmisində bir lidar var. "Operatordan üç gün ardıcıl olaraq bir düyməni basmasını tələb edə bilməzsən … bir əsgərin ardınca getmək, ya da maşını izləmək, hətta avtomatik olaraq bir nöqtədən digərinə keçmək üçün lidar sensoru istifadə edirsən, lidar kömək edəcək. bu vəziyyətlər. maneələrdən qaçın. " Abuxazira gələcəkdə bu sahədə böyük irəliləyişlər gözləyir. Məsələn, istifadəçilər bir insanın və bir ANA -nın iki əsgər kimi qarşılıqlı təsir göstərdiyi bir vəziyyətə sahib olmaq istəyirdilər. "Bir -birinizə nəzarət etmirsiniz. Bir -birinizə baxırsınız, bir -birinizə zəng edirsiniz və tam olaraq nə etməli olduğunuz kimi davranırsınız. İnanıram ki, müəyyən mənada insanlar və sistemlər arasında bu səviyyədə ünsiyyət quracağıq. Daha səmərəli olacaq. Düşünürəm ki, liderlər bizi bu istiqamətdə aparır ".
Yeraltıya gedək
Abukhazira, eyni zamanda, lidar sensorlarının təhlükəli yeraltı mühitlərdə əməliyyatları yaxşılaşdıracağına ümid edir. Lidar sensorlar tunellərin xəritələndirilməsi zamanı əlavə məlumat verir. Əlavə olaraq, bəzən kiçik və qaranlıq bir tuneldə operatorun AHA -nın səhv istiqamətə yönəldiyini belə anlamadığını fərq etdi. "Lidar sensorları real vaxtda GPS kimi işləyir və prosesi video oyun kimi hiss edir. Tuneldə sisteminizi görə bilərsiniz, real vaxtda hara getdiyinizi bilirsiniz."
Qeyd etmək lazımdır ki, lidar sensorlar başqa bir məlumat mənbəyidir və radarın birbaşa əvəzlənməsi hesab edilməməlidir. Buck, hər iki texnologiya arasında dalğa uzunluğunda öz üstünlükləri və dezavantajları olan böyük bir fərq olduğunu fərq etdi. Çox vaxt ən yaxşı həll hər iki texnologiyadan istifadə etməkdir, məsələn külək parametrlərini aerozol buludu ilə ölçmək. Optik sensorların daha qısa dalğa uzunluqları, RF sensorunun (radarın) daha uzun dalğa uzunluqları ilə müqayisədə daha yaxşı istiqamətləndirmə təmin edir. Bununla birlikdə, iki növ sensorlar üçün atmosferin ötürmə xüsusiyyətləri çox fərqlidir. "Radar, bir lidarın idarə etməsi çətin olan müəyyən növ buludlardan keçə bilər. Ancaq sisdə, məsələn, lidar radardan bir qədər yaxşı performans göstərə bilər."
Rosengarten, lidarın panchromatik məlumatlar kimi digər işıq mənbələri ilə birləşdirilməsinin (geniş bir işıq dalğa uzunluğundan istifadə edərək görüntüləyərkən) maraqlandığınız sahənin tam bir görünüşünü verəcəyini söylədi. Burada yaxşı bir nümunə vertolyotun enmə sahəsinin tərifidir. Lidar, həqiqətən də gölə baxmasından asılı olmayaraq, bir ərazini tarayaraq sıfır yamacda olduğunu söyləyə bilər. Bu tip məlumatlar digər işıq mənbələrindən istifadə etməklə əldə edilə bilər. Rosengarten, sənayenin nəticədə fərqli vizual və digər işıq məlumatlarının mənbələrini bir araya gətirərək texnologiyaları birləşdirəcəyinə inanır. "Bütün məlumatları bir çətir altına yığmağın yollarını tapacaq … Dəqiq və hərtərəfli məlumat əldə etmək yalnız lidar məlumatlarını istifadə etməkdən daha çox, bütün mövcud texnologiyaları əhatə edən kompleks bir işdir."
