LiDAR има много други приложения извън приложенията за сканиране на смартфони.
Повечето хора имат известна представа за това как работят радарните скенери. Използвани в навигацията от десетилетия, тези сензори изпращат радиосигнали във всяка посока и измерват колко време е необходимо, за да бъдат отразени, като по този начин позволяват откриването на близки обекти.
LiDAR означава „Light Detection And Ranging“ и е подобен на радара, но вместо това използва лазери. Този вид сензор стана по-широко известен сред клиентите, когато Apple започна да го включва в своите устройства.
Еволюция на LiDAR: от лаборатории до устройства на Apple
LiDAR сензорите вече са били използвани много преди продуктите на Apple да ги представят. Технологията е създадена през 60-те години на миналия век и е една от първите употреби на лазерни лъчи.
LiDAR и радарът работят по подобен начин, но последният е донякъде елементарен и по-добър за позициониране, докато първият позволява детайлно 3D изображение. Освен това, тъй като лазерите поддържат висока разделителна способност на по-големи разстояния от радара, те могат да се използват заедно със скенери за радиосигнали за по-задълбочена информация.
И накрая, индустриалните LiDAR сензори - като тези, използвани в астрономията - стават големи колкото кола, но тези, предназначени за по-къси обхвати, могат да бъдат много по-малки. Поради това възможните употреби варират значително.
Използване на широкомащабни LiDAR
LiDAR се използва предимно за широкомащабни приложения като промишленост, правителство и наука в продължение на десетилетия.
1. Изследване на космоса
От изобретяването си LiDAR е предназначен за 3D картографиране. По време на експедицията на Аполо 15 през 1971 г. астронавтите използваха сензори LiDAR, за да картографират повърхността на Луната.
Същата технология се използва и днес. Хеликоптерът Ingenuity, изпратен от НАСА на Марс, разчита на LiDAR скенери за полуавтономна работа, особено по време на излитане и кацане. Тъй като са необходими седем минути, за да може информацията да пътува от Земята до Марс и командите да бъдат изпратени обратно на Червената планета, Ingenuity трябва да се изстреля и скачи сам.
2. Дълбоководни изследвания
LiDAR има и повече наземни приложения. Например научните кораби използват LiDAR скенери в своите корпуси, за да създават 3D версии на морското дъно.
Това позволява по-добро разбиране на океанското дъно и може да се използва за картографиране на подводни планински вериги и други характеристики на морското дъно. Подводните превозни средства (пилотирани или не) могат да използват LiDAR за още по-подробно сканиране на заобикалящата ги среда.
3. Екология
Докато става въпрос за научна употреба, сензорите LiDAR могат да се използват и за измервания на околната среда. Една от първите употреби, още през 60-те години на миналия век, беше измерването на естествени и замърсяващи облаци в градските пространства.
Освен това, LiDAR, вградени в самолети или сателити, също се разполагат за картографиране на сенници, което позволява надзор на обезлесяването. Повторното залесяване може също да бъде измерено чрез сравняване на растежа на дърветата в определен район през даден период от време.
4. Топография и геология
Преди сензорите LiDAR да станат широко достъпни за промишлена употреба, картите на надморската височина бяха създадени чрез комбиниране на обикновени снимки и радарни данни. Самолет ще прелети над района, който ще бъде картографиран, с камера, която прави снимки от въздуха, и радар, излъчващ радиосигнали.
Това изискваше двуетапен подход: радарните регистрационни файлове трябваше да бъдат синхронизирани с времевите марки на снимките след кацане на самолета, което правеше задачата отнемаща време. Използвайки LiDAR скенери, 3D картографирането се прави — като игра на думи — в движение, а снимките се използват като допълнителен слой на детайлите.
Тъй като различните почви абсорбират лазера по различни начини, този подход може да се използва и за изследване на състава на земята. За геолозите това означава, че още една стъпка от изследването става много по-бърза, тъй като сензорите LiDAR частично извършват проучването на място.
5. Транспорт и трафик
Проектирането и работата на системите за трафик стават по-лесни и с използването на сензори LiDAR. Интересното е, че LiDAR има много приложения в транспорта, като измерване на точен брой превозни средства, които използват даден път, така че може да се разработи по-добро планиране за този път.
Наблюдението на трафика също има приложения за LiDAR скенери. Фиксираните се използват за наблюдение на състоянието на пътя в реално време, докато подвижните могат да бъдат монтирани като високоефективни скоростни капани. Те работят по-добре от радарно базираните капани, тъй като могат да открият регистрационния номер на превозното средство нарушителя при сканиране.
Потребителски LiDAR употреби
Откакто Apple включи LiDAR в своята линия iPad Pro за 2020 г., много електроника започна да интегрира LiDAR. Докато никоя друга марка не използва LiDAR в своите телефони или таблети досега, производителите на Android са склонни да предпочитат Сензори за време на полет (ToF).— много електроника, която използваме ежедневно, има LiDAR.
1. Робот Прахосмукачки
Докато прахосмукачките роботи за начално ниво разчитат единствено на сензори за близост и запаметяване на разстояния, за да вършат работата си, най-добрите прахосмукачки роботи има много други технологии. LiDAR сензорите са едни от тях.
За този тип устройства LiDAR позволява прецизно картографиране на околната среда. С тази информация няма да се опитва да изсмуче изгубеното LEGO парче от земята и може да бъде по-добре наясно с малките празнини между мебелите за по-добро почистване.
2. Самоуправляващи се автомобили
Сензорите за близост на превозните средства не са нищо ново: те ни помагат да избягваме незначителни ситуации на паркиране от десетилетия. Самоуправляващите се автомобили обаче се нуждаят от напреднали технологии, за да избегнат сериозни инциденти.
Поради това LiDAR е важна част от системите за сигурност в повечето автономни превозни средства. Той позволява в реално време подробна и дългосрочна информация за заобикалящата колата, включително сгради, други превозни средства и, което е по-важно, хора.
Едно забележително изключение е Tesla, която използва LiDAR сензори на своите прототипи за фина настройка на своята система за самоуправление. Автомобилите, които продават, имат само камери за предотвратяване на сблъсък. Въпреки това, Автопилотът на Tesla не е известен със своята изключителна безопасност.
3. Архитектура и интериорен дизайн
Има много Приложения с активиран LiDAR за iPhone и iPad, включително някои за архитектура и декорация. Но професионалистите може да изискват по-модерни инструменти за задачата.
Специализираните LiDAR сензори позволяват на архитектите и интериорните дизайнери да създават прецизни 3D карти на вътрешни и външни пространства. Използвайки ги, те спестяват време за измервания и могат да разработят по-добре решения за своите клиенти.
LiDAR скенерите за архитектура също се интегрират със софтуер за 3D моделиране, използван от професионалисти за създаване на сгради и мебели. Като разполагат с всички данни заедно, те могат да гарантират, че проектът ще изглежда в реалния живот възможно най-подобен на цифровите макети.
В LiDAR има много повече от просто Apple
Apple заслужава известно признание за предоставянето на толкова полезна технология като LiDAR в ръцете на своите потребители. Но историята на LiDAR не започва в Купертино; нито ще свърши дотук.
Повечето от нас разчитат на сензори LiDAR ежедневно – за пътуване до работа, почистване на дома, дори за сградата, в която живеем – и може дори да не го знаят. Е, сега го правиш.
