Түшүнүк катары, лидар ондогон жылдар бою болуп келген. Бирок, акыркы жылдары бул технологияга болгон кызыгуу кескин өстү, анткени сенсорлор кичирейип, татаалдашып, лидар технологиясы менен жасалган продукциянын көлөмү барган сайын кеңейүүдө.
Лидар сөзү LIDARдин (Жарыкты аныктоо жана диапазон) транслитерациясы. Бул тунук жана жарым -жартылай тунук чөйрөлөрдө жарыктын чагылуу жана чачыроо кубулуштарын колдонгон активдүү оптикалык системаларды колдонуу менен алыскы объекттер жөнүндө маалыматты алуу жана иштетүү технологиясы. Лидар түзмөк катары радарга окшош, андыктан анын колдонулушу байкоо жана аныктоо, бирок радио толкундардын ордуна, радардагыдай эле, көпчүлүк учурларда лазердин жардамы менен пайда болгон жарыкты колдонот. Лидар термини көбүнчө Ladar менен алмаштырылат, бул лазердик аныктоо жана диапазонду билдирет, бирок Джо Бак, Локхид Мартиндин космостук системалар бөлүмүнүн бир бөлүгү болгон Coherent Technologies изилдөө бөлүмүнүн башчысы, бул эки түшүнүк техникалык жактан айырмаланат дейт. "Сиз бөлүкчөлөр же абада аэрозоль сыяктуу жумшак объект катары каралышы мүмкүн болгон нерсени карасаңыз, эксперттер ал объектилерди табуу жөнүндө сүйлөшүүдө лидар колдонушат. Машина же дарак сыяктуу катуу, катуу нерселерди карасаңыз, анда сиз Ладар деген терминге ыктайсыз. " Илимий көз караштан лидар жөнүндө бир аз көбүрөөк маалымат алуу үчүн "Лидар: Бул кантип иштейт" бөлүмүн караңыз.
"Лидар 1960 -жылдардын башында түзүлгөндөн бери ондогон жылдар бою изилдөө предмети болуп келген", - деп улантты Бак. Бирок, ага болгон кызыгуу ушул кылымдын башынан бери, биринчи кезекте, технологиялык прогресстин аркасы менен байкала баштады. Ал мисал катары синтетикалык диафрагманы көрсөткөн. Телескоп канчалык чоң болсо, ошончолук объекттин токтомун алууга болот. Эгер сизге өтө жогорку чечилиш керек болсо, анда практикалык көз караштан алганда анча чоң эмес оптикалык система талап кылынышы мүмкүн. Синтетикалык диафрагманы иштетүү бул маселени физикалык тешиктен алда канча чоңураак боло турган чыныгы тешикти алуу үчүн кыймылдуу платформа жана сигналды иштетүү аркылуу чечет. Синтетикалык диафрагма радарлары (SARs) ондогон жылдар бою колдонулуп келген. Бирок, 2000 -жылдардын башында гана, учурда лазер кеңири колдонулганына карабастан, синтетикалык диафрагманын оптикалык иштетүүсүнүн практикалык көрсөтмөлөрү башталган. "Чынында, жөнгө салуунун кеңири спектри боюнча жетиштүү туруктуулукка ээ боло турган оптикалык булактарды иштеп чыгуу үчүн көбүрөөк убакыт талап кылынган … Материалдарды, жарык булактарын жана детекторлорду (лидарларда колдонулат) жакшыртуу улантылууда. Эми сизде бул өлчөөлөрдү жасоо мүмкүнчүлүгү гана эмес, сиз аларды кичинекей блоктордо жасай аласыз, бул системаларды көлөмү, салмагы жана электр энергиясын керектөө жагынан практикалык кылат."
Лидардан (же лидар чогулткан маалыматтан) маалыматтарды чогултуу дагы жеңил жана практикалык болуп калат. Адаттагыдай эле, ал учак сенсорлорунан чогултулган, дейт BAE Systems компаниясынын Геомейкиндиктик эксплуатация продуктылар тобунун башчысы Ник Росенгартен. Бирок, бүгүнкү күндө сенсорлор жер үстүндөгү унааларга же ал тургай рюкзактарга орнотулушу мүмкүн, бул адамдын маалыматын чогултууну билдирет. "Бул көптөгөн мүмкүнчүлүктөрдү ачат, эми маалыматтарды үй ичинде да, сыртта да чогултууга болот", - деп түшүндүрдү Росенгартен. Textron Systems компаниясынын Геомейкиндиктик чечимдеринин башчысы Мэтт Моррис мындай дейт: “Лидар - бул чынында эле укмуш маалымат базасы, анткени ал жер бетинде эң деталдуу деталдарды берет. Бул жер бетинин белгилүү бир чекиттерде көтөрүлүшү жөнүндө маалымат берген DTED (Digital Terrain Elevation Data) технологиясына караганда алда канча деталдуу жана, айтор, дагы түстүү сүрөттү берет. Балким, биздин аскердик кардарлардан уккан эң күчтүү учурлардын бири - бул бейтааныш жерге жайгаштыруу сценарийи, анткени алар кайда бара тургандыктарын билиши керек … чатырга чыгуу же тосмого чыгуу. DTED маалыматтары муну көрүүгө мүмкүндүк бербейт. Сиз имараттарды да көрбөйсүз."
Моррис белгилегендей, атүгүл кээ бир салттуу жогорку рельефтик маалыматтар бул өзгөчөлүктөрдү көрүүгө мүмкүндүк бербейт. Бирок лидар муну "позициялардын интервалынан" улам жасоого мүмкүндүк берет - бул маалымат массивинде так көрсөтүлө турган позициялар ортосундагы аралыкты сүрөттөгөн термин. Лидар болгон учурда, "чайырды" сантиметрге чейин кыскартса болот, "ошондуктан сиз имараттын чатырынын бийиктигин же дубалдын бийиктигин же дарактын бийиктигин так биле аласыз. Бул чынында эле үч өлчөмдүү (3D) кырдаалдык маалымдуулуктун деңгээлин жогорулатат. " Мындан тышкары, лидар сенсорлорунун баасы алардын көлөмүнө жараша төмөндөп, аларды жеткиликтүү кылат. «Он жыл мурун лидар сенсор системалары абдан чоң жана абдан кымбат болчу. Алар чынында эле жогорку электр керектөө болгон. Бирок алар өнүккөн сайын технологиялар жакшырып, платформалар бир топ кичирейип, энергия керектөө азайып, алар чыгарган маалыматтардын сапаты жогорулады."
Моррис аскердик талаада лидардын негизги колдонулушу 3D пландаштыруу жана согуштук миссияларды окутуу экенин айтты. Мисалы, анын компаниясынын Lidar Analyst учуусун симуляциялоочу продукт колдонуучуларга чоң көлөмдөгү маалыматтарды алууга жана "бул 3D моделдерин тез арада түзүүгө, анда алар өз миссияларын абдан так пландаштырууга мүмкүндүк берет". Ошол эле жердеги операцияларга да тиешелүү. Моррис түшүндүрдү: "Биздин продукт максаттуу аймакка кирүү жана чыгуу жолдорун пландаштыруу үчүн колдонулат жана чийки маалыматтар жогорку чечим болгондуктан, кырдаалды көздүн карегиндей абдан так талдоого болот."
Lidar аналитик менен бирге, Textron RemoteView, АКШнын аскердик жана чалгындоо агенттиктери үчүн сүрөт талдоо программалык продуктуну иштеп чыкты. RemoteView программалык камсыздоосу ар кандай маалымат булактарын, анын ичинде лидар маалыматтарды колдоно алат. BAE Systems ошондой эле гео -мейкиндик анализи үчүн программалык камсыздоону камсыз кылат, бул жерде анын алдыңкы өнүмү SOCAR GXP болуп саналат, ал көптөгөн мүмкүнчүлүктөрдү, анын ичинде лидар маалыматын колдонууну камсыз кылат. Мындан тышкары, Rosengarten компания GXP Xplorer технологиясын иштеп чыкканын түшүндүрдү, бул маалыматтарды башкаруучу тиркеме. Бул технологиялар аскердик колдонуу үчүн абдан ылайыктуу. Мисалы, Росенгартен SOCET GXP программасынын бир бөлүгү болгон вертолеттун конуу аймагын эсептөөчү куралды айткан. "Бул лидар маалыматын алып, колдонуучуларга тик учак конууга жетиштүү болушу мүмкүн болгон жерлер боюнча маалымат бере алат." Мисалы, ал дарактар сыяктуу жолдо вертикалдуу тоскоолдуктар бар болсо, аларга айта алат: "Адамдар бул куралды колдонуп, гуманитардык кризистер учурунда эвакуациялык пункт катары эң ылайыктуу жерлерди аныктай алышат". Rosengarten ошондой эле плиткалардын потенциалын баса белгиледи, анда бир нече лидар маалымат топтому белгилүү бир аймактан чогултулуп, бириктирилет. Бул "гео -мейкиндик маалыматтарын колдонуу менен эсептелген метадайындарды жердин так зоналарына айландыра турган BAE Systems" SOCET GXP тиркемеси сыяктуу программалык камсыздоо менен бирге лидар сенсорунун метадайындарынын ишенимдүүлүгүнүн жогорулашынын аркасында мүмкүн болду. Бул процесс лидар маалыматтарына негизделген жана маалыматтардын кандайча чогултулганына көз каранды эмес."
Бул кантип иштейт: lidar
Лидар бутаны жарык менен жарыктандыруу менен иштейт. Лидар жарыкты көзгө көрүнгөн, ультрафиолет же инфракызыл диапазондордо колдоно алат. Лидардын иштөө принциби жөнөкөй. Объект (бети) кыска жарык импульсу менен жарыктандырылат, сигналдын булакка кайтып келген убактысы өлчөнөт. Лидар секундасына 150 000 импульстун жыштыгы менен объектке (бетине) лазердик нурлануунун кыска кыска импульстарын ишке киргизет. Түзмөктөгү сенсор 299792 км / с жарыктын туруктуу ылдамдыгын эске алып, жарык импульсинин өткөрүлүшү менен анын чагылышынын ортосундагы убакытты өлчөйт. Бул убакыт аралыгын өлчөө менен, лидар менен объекттин өзүнчө бөлүгүнүн ортосундагы аралыкты эсептеп, демек, лидарга салыштырмалуу позициясына карап объектинин сүрөтүн түзүүгө болот.
Шамал кыркуу
Ошол эле учурда, Бак Lockheed Martin's WindTracer технологиясынын мүмкүн болгон аскердик колдонмолорун көрсөттү. WindTracer коммерциялык технологиясы lidarди аэропорттордо шамалдын кесилишин өлчөө үчүн колдонот. Ушул эле процесс аскердик талаада, мисалы, так учуучу аэродромдордо колдонулушу мүмкүн. Жеткирүүнү жетиштүү бийиктиктен таштап салышыңыз керек, бул үчүн сиз аларды паллеттерге салып, парашюттан түшүрөсүз. Эми карап көрөлү, алар каякка конду? Сиз алардын кайда барарын болжоп көрсөңүз болот, бирок көйгөй сиз түшкөндө, шамалдын кесилиши ар кандай бийиктикте багытын өзгөртөт », - деп түшүндүрдү ал. - Анан кантип паллет каякка түшөрүн кантип алдын ала айтасыз? Эгерде сиз шамалды өлчөп, траекторияны оптималдаштыра алсаңыз, анда сиз жабдууларды өтө тактык менен жеткире аласыз.
Лидар учкучсуз жердеги унааларда да колдонулат. Мисалы, жер үстүндөгү автомобилдерди (AHAs) чыгаруучу Roboteam Top Layer аттуу куралды жараткан. Бул lidar колдонуучу 3D картасы жана автономдуу навигация технологиясы. Top Layer лидарды эки жол менен колдонот, дейт Roboteam компаниясынын башчысы Шахар Абухазира. Биринчиси, жабык мейкиндиктерди реалдуу убакытта картографиялоого мүмкүндүк берет. "Кээде видео жер астындагы шарттарда жетишсиз болот, мисалы, өтө караңгы болушу мүмкүн же чаңдан же түтүндөн улам көрүү начарлап кеткен", - деп кошумчалады Абухазира. - Лидар мүмкүнчүлүктөрү нөлдүк багыттоо жана айлана -чөйрөнү түшүнүү менен кырдаалдан чыгууга мүмкүндүк берет … азыр ал бөлмөнү, туннелди картага түшүрөт. Эч нерсени көрбөсөңүз да, кайда экениңизди билбесеңиз да, ошол замат абалды түшүнө аласыз ».
Лидардын экинчи жолу колдонулушу - анын автономиясы, бул операторго каалаган убакта бирден ашык системаны башкарууга жардам берет. "Бир оператор бир AHAны башкара алат, бирок башка эки AHA бар, алар жөн гана адам башкарган унааны көзөмөлдөп, ээрчийт",-деп түшүндүрдү ал. Ошо сыяктуу эле, жоокер имаратка кире алат жана АНА жөн гана анын артынан жөнөйт, башкача айтканда, аппаратты иштетүү үчүн куралдарды коюунун кереги жок. "Бул жумушту жөнөкөй жана интуитивдүү кылат." Roboteamдин чоңураак AHA Probotунда узак аралыктарга саякаттоо үчүн бортунда лидар бар. "Сиз оператордон үч күн катары менен баскычты басууну талап кыла албайсыз … сиз лидар сенсорун колдонуп, аскерлерди ээрчип жүрөсүз, же машинанын артынан түшөсүз, же автоматтык түрдө бир чекиттен экинчи пунктка өтөсүз, лидар жардам берет Бул жагдайлар. тоскоолдуктардан алыс болуңуз. " Абухазира келечекте бул жаатта чоң жетишкендиктерди күтөт. Мисалы, колдонуучулар адам менен АНА эки жоокердей өз ара аракеттене турган кырдаалга ээ болушун каалашкан. «Силер бири -бириңерди башкара албайсыңар. Бири -бириңерге карайсыңар, бири -бириңерге чаласыңар жана так ошондой кыласыңар. Мен кандайдыр бир деңгээлде адамдар менен системалар ортосундагы байланыштын ушул деңгээлине ээ болобуз деп ишенем. Бул кыйла натыйжалуу болот. Мен ишенем, лидарлар бизди ошол жакка алып барат ».
Жер астына кирели
Абухазира ошондой эле лидар сенсорлору коркунучтуу жер астындагы чөйрөдө иштөөнү жакшыртат деп үмүттөнөт. Лидар сенсорлор туннелдерди картага алууда кошумча маалымат берет. Мындан тышкары, ал кээде кичинекей жана караңгы туннелде оператор AHA туура эмес багытта баратканын аңдабашы мүмкүн экенин байкаган. "Lidar сенсорлору реалдуу убакытта GPS сыяктуу иштейт жана процессти видео оюн сыяктуу сезет. Сиз системаңызды туннелде көрө аласыз, реалдуу убакытта кайда бара жатканыңызды билесиз."
Белгилей кетүүчү нерсе, лидар сенсорлору дагы бир маалымат булагы жана радарды түз алмаштыруу катары каралбашы керек. Бак эки технологиянын ортосунда толкун узундугунда чоң айырма бар экенин байкады. Көп учурда эң жакшы чечим - бул эки технологияны тең колдонуу, мисалы, аэрозолдук булут менен шамалдын параметрлерин өлчөө. Оптикалык сенсорлордун толкун узундугу RF сенсорунун (радар) узун толкундарына салыштырмалуу жакшы багытты аныктоону камсыз кылат. Бирок, атмосферанын өткөрүү касиеттери сенсорлордун эки түрү үчүн такыр башкача. "Радар лидар үчүн күрөшүү кыйын болгон булуттардын айрым түрлөрүнөн өтө алат. Бирок туманда, мисалы, лидар радарга караганда бир аз жакшыраак иштей алат."
Розенгартен билдиргендей, лидарды панроматикалык маалымат сыяктуу башка жарык булактары менен айкалыштыруу (жарыктын толкун узундуктарынын кеңири диапазонун колдонуу менен сүрөт тартууда) кызыккан аймактын толук сүрөтүн берет. Бул жерде жакшы мисал - тик учактын конуучу жеринин аныктамасы. Лидар бир аймакты сканерлеп, көлдүн чындыгында караганына карабай, анын эңкейиши нөл деп айта алат. Мындай маалыматты башка жарык булактарын колдонуу аркылуу алууга болот. Розенгартен индустрия акыры технологияларды бириктирип, визуалдык жана башка жарык маалыматтарынын ар кандай булактарын бириктирет деп ишенет. "Бул бардык маалыматтарды бир чатырдын астына келтирүүнүн жолдорун табат … Так жана кеңири маалыматты алуу - бул жөн эле лидар маалыматын колдонуу эмес, бирок бардык жеткиликтүү технологияларды камтыган татаал иш".
