Si koncept, lidar ka qenë për dekada të tëra. Sidoqoftë, interesi për këtë teknologji është rritur ndjeshëm vitet e fundit, pasi sensorët bëhen më të vegjël, më kompleksë dhe sfera e produkteve me teknologjinë lidar po zgjerohet gjithnjë e më shumë.
Fjala lidar është një transliterim i LIDAR (Zbulimi dhe Shkalla e Dritës). Kjo është një teknologji për marrjen dhe përpunimin e informacionit në lidhje me objektet e largëta duke përdorur sisteme optike aktive që përdorin fenomenet e reflektimit dhe shpërndarjes së dritës në media transparente dhe gjysmë transparente. Lidar si pajisje është e ngjashme me një radar, prandaj aplikimi i tij është vëzhgimi dhe zbulimi, por në vend të valëve të radios, si në një radar, ai përdor dritën e gjeneruar në shumicën dërrmuese të rasteve nga një lazer. Termi lidar shpesh përdoret në mënyrë të ndërsjellë me Ladar, i cili nënkupton zbulimin dhe shkallën e lazerit, megjithëse Joe Buck, kreu i kërkimit në Coherent Technologies, pjesë e ndarjes së sistemeve hapësinore të Lockheed Martin, thotë se dy konceptet janë nga pikëpamja teknike janë të ndryshme. "Kur shikoni diçka që mund të konsiderohet si një objekt i butë, si grimca ose një aerosol në ajër, ekspertët kanë tendencë të përdorin lidar kur flasin për zbulimin e atyre objekteve. Kur shikoni objekte të forta, të ngurta si një makinë ose një pemë, atëherë keni tendencë të anoni drejt termit Ladar. " Për pak më shumë informacion mbi lidar nga pikëpamja shkencore, shihni pjesën "Lidar: Si funksionon".
"Lidar ka qenë subjekt i kërkimit për shumë dekada që nga fillimi i tij në fillim të viteve 1960," vazhdoi Buck. Sidoqoftë, interesi për të është rritur dukshëm që nga fillimi i këtij shekulli, falë, para së gjithash, përparimit teknologjik. Ai përdori paraqitjen e hapjes sintetike si shembull. Sa më i madh teleskopi, aq më i lartë mund të merret rezolucioni i objektit. Nëse keni nevojë për rezolucion jashtëzakonisht të lartë, atëherë mund të nevojitet një sistem optik shumë më i madh, i cili mund të mos jetë shumë praktik nga pikëpamja praktike. Imazhi sintetik i hapjes zgjidh këtë problem duke përdorur një platformë lëvizëse dhe përpunimin e sinjalit për të marrë një hapje aktuale që mund të jetë shumë më e madhe se hapja fizike. Radarët e hapjes sintetike (SARs) kanë qenë në përdorim për shumë dekada. Sidoqoftë, vetëm në fillim të viteve 2000 filluan demonstrimet praktike të imazhit optik të hapjes sintetike, pavarësisht faktit se lazerët tashmë ishin përdorur gjerësisht në atë kohë. “Në fakt, u desh më shumë kohë për të zhvilluar burime optike që do të kishin qëndrueshmëri të mjaftueshme në një gamë të gjerë rregullimesh … Përmirësimi i materialeve, burimeve të dritës dhe detektorëve (të përdorur në lidarë) vazhdon. Jo vetëm që tani keni aftësinë për të marrë këto matje, ju jeni në gjendje t'i bëni ato në blloqe të vogla, duke i bërë sistemet praktike në aspektin e madhësisë, peshës dhe konsumit të energjisë."
Gjithashtu bëhet më e lehtë dhe më praktike për të mbledhur të dhëna nga lidar (ose informacione të mbledhura nga lidar). Tradicionalisht, është mbledhur nga sensorët e avionëve, thotë Nick Rosengarten, kreu i Grupit të Produkteve të Shfrytëzimit Gjeohapësinor në BAE Systems. Sidoqoftë, sot, sensorët mund të instalohen në automjete tokësore ose edhe në çanta shpine, gjë që nënkupton mbledhjen e të dhënave njerëzore. "Kjo hap një mori të tërë mundësish, të dhënat tani mund të mblidhen brenda dhe jashtë", shpjegoi Rosengarten. Matt Morris, Shef i Zgjidhjeve Gjeohapësinore në Textron Systems, thotë: “Lidar është një grup i dhënash vërtet mahnitës sepse siguron detajet më të detajuara në sipërfaqen e Tokës. Ai jep një imazh shumë më të detajuar dhe, të themi, më të lyer sesa teknologjia DTED (Digital Terrain Elevation Data), e cila siguron informacion në lidhje me ngritjen e sipërfaqes së tokës në pika të caktuara. Ndoshta një nga rastet më të fuqishme të përdorimit që kam dëgjuar nga klientët tanë ushtarakë është skenari i vendosjes në terren të panjohur, sepse ata duhet të dinë se ku do të shkojnë … të ngjiten në një çati ose të ngjiten në një gardh. Të dhënat DTED nuk ju lejojnë ta shihni këtë. As nuk do të shihni ndërtesat ".
Morris vuri në dukje se edhe disa të dhëna tradicionale të lartësisë së terrenit me rezolucion të lartë nuk do t'ju lejojnë t'i shihni këto veçori. Por lidar ju lejon ta bëni këtë për shkak të "distancës së pozicionit" - një term që përshkruan distancën midis pozicioneve që mund të tregohet me saktësi në grupin e të dhënave. Në rastin e një lidar, "katran" mund të reduktohet në centimetra, "kështu që ju mund të dini saktësisht lartësinë e kulmit të një ndërtese ose lartësinë e një muri ose lartësinë e një peme. Kjo me të vërtetë rrit nivelin e vetëdijes tre-dimensionale (3D) të situatës. " Për më tepër, kostoja e sensorëve lidar është në rënie siç është madhësia e tyre, duke i bërë ato më të përballueshme. "Dhjetë vjet më parë, sistemet e sensorit lidar ishin shumë të mëdha dhe shumë të shtrenjta. Ata me të vërtetë kishin konsum të lartë të energjisë. Por ndërsa ato u zhvilluan, teknologjitë u përmirësuan, platformat u bënë shumë më të vogla, konsumi i energjisë u ul dhe cilësia e të dhënave që gjeneruan u rrit."
Morris tha se përdorimi kryesor i lidar në fushën ushtarake është në planifikimin 3D dhe trajnimin e misioneve luftarake. Për shembull, produkti i simulimit të fluturimit të kompanisë së tij Lidar Analyst lejon përdoruesit të marrin sasi të mëdha të të dhënave dhe "të gjenerojnë shpejt këto modele 3D, atëherë ata mund të planifikojnë misionet e tyre me shumë saktësi." E njëjta gjë vlen edhe për operacionet tokësore. Morris shpjegoi: "Produkti ynë përdoret për të planifikuar rrugët e hyrjes dhe daljes në zonën e synuar, dhe meqenëse të dhënat e papërpunuara janë me rezolucion të lartë, është e mundur të bëhet një analizë shumë e saktë e situatës brenda vijës së shikimit."
Së bashku me Analistin Lidar, Textron ka zhvilluar RemoteView, një produkt softuer i analizës së imazhit për ushtrinë dhe agjencitë e inteligjencës amerikane. Softueri RemoteView mund të përdorë një sërë burimesh të të dhënave, përfshirë të dhënat lidar. BAE Systems gjithashtu siguron softuer për analiza gjeohapësinore, produkti kryesor i tij këtu është SOCET GXP, i cili siguron shumë aftësi, përfshirë përdorimin e të dhënave të lidar. Për më tepër, Rosengarten shpjegoi se kompania ka zhvilluar teknologjinë GXP Xplorer, e cila është një aplikim për menaxhimin e të dhënave. Këto teknologji janë mjaft të përshtatshme për aplikime ushtarake. Rosengarten, për shembull, përmendi një mjet për llogaritjen e zonës së uljes së helikopterit që është pjesë e softuerit SOCET GXP. "Mund të marrë të dhëna lidar dhe t'u sigurojë përdoruesve informacion mbi zonat në terren që mund të jenë të mjaftueshme që një helikopter të ulet." Për shembull, ai mund t'u thotë atyre nëse ka pengesa vertikale në rrugë, siç janë pemët: "Njerëzit mund ta përdorin këtë mjet për të identifikuar zonat që mund të jenë më të përshtatshme si një pikë evakuimi gjatë krizave humanitare." Rosengarten gjithashtu theksoi potencialin e pllakave, ku grupet e shumta të të dhënave lidar mblidhen nga një zonë e caktuar dhe ngjiten së bashku. Kjo është bërë e mundur nga "besnikëria e shtuar e meta të dhënave të sensorit lidar në kombinim me softuer të tillë si aplikacioni SOCET GXP i BAE Systems, i cili mund t'i kthejë meta të dhënat në zona të sakta në terren, të llogaritura duke përdorur të dhëna gjeohapësinore. Procesi bazohet në të dhënat e lidar dhe nuk varet nga mënyra se si mblidhen të dhënat."
Si funksionon: lidar
Lidar punon duke ndriçuar objektivin me dritë. Ledari mund të përdorë dritën në zonat e dukshme, ultravjollcë ose afër rrezeve infra të kuqe. Parimi i funksionimit të lidar është i thjeshtë. Objekti (sipërfaqja) ndriçohet me një impuls të shkurtër drite, matet koha pas së cilës sinjali kthehet në burim. Lidar lëshon impulse të shpejta të shkurtra të rrezatimit lazer mbi një objekt (sipërfaqe) me një frekuencë deri në 150,000 impulse në sekondë. Një sensor në pajisje mat kohën midis transmetimit të një pulsi të dritës dhe reflektimit të tij, duke supozuar një shpejtësi konstante të dritës prej 299792 km / s. Duke matur këtë interval kohor, është e mundur të llogaritet distanca midis lidar dhe një pjese të veçantë të objektit dhe, për këtë arsye, të ndërtohet një imazh i objektit bazuar në pozicionin e tij në lidhje me lidar.
Qethje e erës
Ndërkohë, Buck vuri në dukje aplikimet e mundshme ushtarake të teknologjisë WindTracer të Lockheed Martin. Teknologjia komerciale WindTracer përdor lidar për të matur qethjen e erës në aeroporte. I njëjti proces mund të përdoret në fushën ushtarake, për shembull, për pikimet ajrore të sakta. "Ju duhet të hidhni furnizimet nga një lartësi mjaft e madhe, për këtë i vendosni në paleta dhe i hidhni nga një parashutë. Tani le të shohim ku do të zbresin? Mund të provoni dhe parashikoni se ku do të shkojnë, por problemi është se ndërsa zbret, qethja e erës ndryshon drejtim në lartësi të ndryshme, "shpjegoi ai. - Dhe atëherë si e parashikoni se ku do të ulet paleta? Nëse mund të matni erën dhe të optimizoni trajektoren, atëherë mund të dorëzoni furnizime me saktësi shumë të lartë."
Lidar përdoret gjithashtu në automjetet tokësore pa pilot. Për shembull, prodhuesi i automjeteve tokësore automatike (AHA), Roboteam, ka krijuar një mjet të quajtur Top Layer. Ashtë një hartë 3D dhe teknologji navigimi autonome që përdor lidar. Top Layer përdor lidar në dy mënyra, thotë Shahar Abukhazira, kreu i Roboteam. E para lejon hartimin në kohë reale të hapësirave të mbyllura. "Ndonjëherë videoja është e pamjaftueshme në kushte nëntokësore, për shembull, mund të jetë shumë e errët ose shikimi është përkeqësuar për shkak të pluhurit ose tymit," shtoi Abukhazira. - Aftësitë e Lidarit ju lejojnë të largoheni nga një situatë me orientim zero dhe kuptim të mjedisit … tani ai harton dhomën, ai harton tunelin. Menjëherë ju mund ta kuptoni situatën, edhe nëse nuk shihni asgjë dhe madje edhe nëse nuk e dini se ku jeni ".
Përdorimi i dytë i lidar është autonomia e tij, duke ndihmuar operatorin të kontrollojë më shumë se një sistem në çdo moment të caktuar. "Një operator mund të kontrollojë një AHA, por ka dy AHA të tjerë që thjesht gjurmojnë dhe ndjekin një automjet të kontrolluar nga njerëzit," shpjegoi ai. Po kështu, një ushtar mund të hyjë në ambientet dhe AKSH thjesht e ndjek atë, domethënë, nuk ka nevojë të lërë mënjanë armët për të operuar aparatin. "Kjo e bën punën të thjeshtë dhe intuitive." AHA Probot më e madhe e Roboteam gjithashtu ka një lidar në bord për ta ndihmuar atë të udhëtojë në distanca të gjata. "Ju nuk mund të kërkoni që një operator të shtypë një buton për tre ditë rresht … ju përdorni një sensor lidar për të ndjekur thjesht ushtarët, ose për të ndjekur makinën, apo edhe për të lëvizur automatikisht nga një pikë në tjetrën, lidar do të ndihmojë në këto situata. shmangni pengesat ". Abukhazira pret përparime të mëdha në këtë fushë në të ardhmen. Për shembull, përdoruesit donin të kishin një situatë në të cilën një njeri dhe një ANA ndërveprojnë si dy ushtarë. "Ju nuk jeni nën kontrollin e njëri -tjetrit. Ju shikoni njëri -tjetrin, thërrisni njëri -tjetrin dhe veproni saktësisht ashtu siç duhet. Unë besoj se në një kuptim ne do të marrim këtë nivel komunikimi midis njerëzve dhe sistemeve. Do të jetë më efikase. Unë besoj se lidarët po na çojnë në atë drejtim ".
Le të shkojmë nën tokë
Abukhazira gjithashtu shpreson se sensorët e lidar do të përmirësojnë operacionet në mjedise të rrezikshme nëntokësore. Sensorët Lidar japin informacion shtesë kur hartohen tunele. Për më tepër, ai vuri re se ndonjëherë në një tunel të vogël dhe të errët, operatori mund të mos e kuptojë që AHA po drejtohet në drejtimin e gabuar. “Sensorët Lidar funksionojnë si GPS në kohë reale dhe e bëjnë procesin të duket si një lojë video. Ju mund ta shihni sistemin tuaj në tunel, ju e dini se ku po shkoni në kohë reale."
Vlen të përmendet se sensorët lidar janë një burim tjetër i të dhënave dhe nuk duhet të konsiderohen një zëvendësim i drejtpërdrejtë i radarit. Buck vuri re se ekziston një ndryshim i madh në gjatësinë e valës midis dy teknologjive, të cilat kanë avantazhet dhe disavantazhet e tyre. Shpesh zgjidhja më e mirë është përdorimi i të dy teknologjive, për shembull, matja e parametrave të erës me një re aerosol. Gjatësitë më të shkurtra të valëve të sensorëve optikë sigurojnë zbulim më të mirë të drejtimit në krahasim me gjatësinë e valës më të gjatë të një sensori RF (radari). Sidoqoftë, vetitë e transmetimit të atmosferës janë shumë të ndryshme për dy llojet e sensorëve. "Radari është i aftë të kalojë nëpër disa lloje të reve, të cilat do të ishte e vështirë për t'u përballur me një lidar. Por në mjegull, për shembull, lidar mund të performojë pak më mirë se radari."
Rosengarten tha se kombinimi i lidar me burime të tjera të dritës siç janë të dhënat pankromatike (kur imazhi përdoret me një gamë të gjerë të gjatësisë së valës së dritës) do të japë një pamje të plotë të zonës me interes. Një shembull i mirë këtu është përkufizimi i vendit të uljes së një helikopteri. Lidar mund të skanojë një zonë dhe të thotë se ajo ka pjerrësi zero, pavarësisht faktit se ai në të vërtetë po shikon liqenin. Ky lloj informacioni mund të merret përmes përdorimit të burimeve të tjera të dritës. Rosengarten beson se industria përfundimisht do të shkrijë teknologjitë, duke bashkuar burime të ndryshme të të dhënave vizuale dhe të tjera të dritës. "Do të gjejë mënyra për t'i sjellë të gjitha të dhënat nën një ombrellë … Marrja e informacionit të saktë dhe gjithëpërfshirës është më shumë sesa thjesht përdorimi i të dhënave lidar, por një detyrë komplekse që përfshin të gjitha teknologjitë në dispozicion."
