تقنية وإستخدامات ليدارLiDAR. وإختلافها عن أجهزة الإستشعار الأخرى
تقنية الليدار :
هي تقنية إستشعار عن بعد والتصوير المجسم لسطح الأرض
وصناعة الخرائط.
ما هو جهاز الليدار:
وفقا لما ذكره موقع “business insider”،
فإن LiDAR هو جهاز استشعار مهم بشكل متزايد في الإلكترونيات الاستهلاكية.
وقد تكون على دراية بأن RADAR هو جهاز الكشف عن الراديو وتحديد المدى،
الذى ينقل موجات الراديو ويقيس الوقت المستغرق للحصول على إشارة عودة،
والتي توفر معلومات حول مدى بُعد الكائنات.
كيف يعمل نظام LIDAR:
يقيس نظام LiDAR الوقت الذي يستغرقه الضوء المنبعث للانتقال إلى الأرض والعودة،
ويُسمى وقت السفر في الاتجاهين .
ويُستخدم هذا الوقت لحساب المسافة المقطوعة. ثم يتم تحويل المسافة المقطوعة إلى ارتفاع.
ما معنى LiDAR:
Lidar هى تقنية استشعار عن بعد تقيس المسافة عن طريق
إطلاق ليزر على هدف وتحليل الضوء المنعكس،
إذ تم تطوير هذه التقنية فى أوائل الستينيات
بإستخدام التصوير بالليزر باستخدام تكنولوجيا الرادار التي يمكنها حساب المسافات.
وقد استخدمت لأول مرة فى الأرصاد الجوية لقياس السحب من قبل المركز الوطنى لأبحاث الغلاف الجوى
ما هي استخدامات وتطبيقات الليدار؟
كيف تختلف عن الأنواع الأخرى من أجهزة الاستشعار؟
دعنا نذهب مباشرة إلى الموضوع.
1 رسم الخرائط الطبوغرافية:
يعرض Lidar الشكل الأرضي من خلال الكشف عن تغييرات الارتفاع الدقيقة على الأرض.
أكبر ميزة لها هي أنها عالية السرعة&مثل ؛ أداة أخذ العينات&مثل ؛.
يصدر الليدار مئات الآلاف أو حتى ملايين النبضات من الهواء إلى الأرض كل ثانية.
إنها سحابة النقاط الكثيفة التي تمكننا من الحصول على التضاريس الحقيقية.
2 مراقبة جودة البناء:
يمكن أن يضمن استخدام LiDAR لمسح المباني أن المبنى يطابق نموذج معلومات المبنى (BIM).
يمكن أن تضمن مقارنة سحابة النقطة من المسح الأرضي بتصميم BIM جودة البناء والمضي قدمًا كما هو مخطط.
أكبر ميزة لـ LiDAR هي المسح في الوقت الفعلي ،
والذي يمكنه اكتشاف العيوب في وقت مبكر من المشروع. خلاف ذلك ،
فإن أي إعادة صياغة معيبة في الهيكل ستضيع الوقت والمال.
3 المسح الطبوغرافي تحت الماء:
عادة ما نستخدم السبر (أو السونار) للمسوحات تحت الماء. ينفجر السونار ويتلقى أصداء. على غرار LiDAR ،
فإنه يحسب المسافة عن طريق قياس الوقت المنقضي للصدى.
يختلف ليدار السبر بالعمق عن الليدار المحمول جواً من حيث أنه يستخدم الطول الموجي الأخضر.
باستخدام هذا الطول الموجي ، يمكن قياس المسح تحت الماء ورسم الخرائط وصولاً إلى القاع.
وبالمثل ، يمكن للمسوحات النهرية والأعماق أن تضع خرائط للأنظمة الأرضية والمائية.
4 الزراعة الدقيقة:
يختار المزارعون الزراعة الدقيقة لأنها يمكن أن تقلل من كمية الأسمدة المطبقة في الحقل ،
والتي تعد مجرد واحدة من العديد من تطبيقات نظم المعلومات الجغرافية في المجال الزراعي.
نظرًا لأن الرش يستهدف مواقع محددة ، يمكن للمزارعين توفير تكاليف المدخلات ،
فكيف يمكن للمزارعين رؤية نتائجهم في الزراعة الدقيقة؟
من خلال توصيل LiDAR بالجرار ، يمكن قياس الكتلة الحيوية والارتفاع والحجم بدقة.
5 رسم خرائط الغابات:
يعد تصور هيكل الشجرة وارتفاعها في الغابة مجالًا تنجح فيه تطبيقات LiDAR حقًا.
ولكن هل يستطيع lidar حقًا
مثل ؛ اختراق
مثل ؛ الأشجار؟
تخيل أنك تقف في وسط الغابة وتنظر لأعلى. هل تستطيع رؤية الشمس؟
إذا كان بإمكانك رؤية الضوء يمر من خلاله ، فيمكنك أيضًا استخدام LiDAR.
عندما تعرف ارتفاع الشجرة وارتفاع الأرض ، ستحصل على ملف تعريف عمودي حقيقي.
إذا كنت تريد حقًا بنية نباتية ثلاثية الأبعاد ،
فيمكن أن يقوم LiDAR الأرضي أيضًا بإنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد واقعي.
في الواقع ، يعد نظام مقياس الارتفاع بالليزر لعلوم الأرض (GLAS)
أول أداة لتحديد المدى بالليزر (LiDAR) لرسم خرائط للغابات من الفضاء.
6 سيارات ذاتية القيادة:
تستخدم السيارات ذاتية القيادة مستشعرات LiDAR بزاوية 360 درجة
مثبتة على السيارة لفهم البيئة المحيطة بشكل كامل. لكل إجراء تقوم به السيارة لتضع نفسها ،
ستستمر في مسح العوائق لتحسين السلامة.
7 تحذير من فيضان:
باستخدام LiDAR لقياس السطح ، يمكن لعلماء الهيدرولوجيا بناء نماذج ارتفاع رقمية. من هنا ،
يمكن للمستخدمين تحديد المناطق المعرضة للفيضان قبل حدوث الفيضانات.
في هذا الصدد ، يمكن أن يوفر ليدار نظام تحذير من الفيضانات لحماية أرواح وممتلكات السكان.
يمكن لشركات التأمين أيضًا استخدام هذه البيانات لفرض أقساط أعلى.
هذا مجرد واحد من العديد من تطبيقات نظم المعلومات الجغرافية المستخدمة في صناعة التأمين لتقييم المخاطر.
8 تحديد استخدامات الأراضي:
تشتمل أكواد تصنيف Lidar على الأرض ، والنباتات (منخفضة ، ومتوسطة ، وعالية) ،
والمباني ، والخطوط العلوية ، والطرق ، والسكك الحديدية ، والمياه ، وما إلى ذلك.
يأتي كل تعريف تصنيف من نبضات الليزر المنعكسة. حتى من خلال مراقبة البيانات متعددة الفترات ،
يمكننا أن نفهم بثبات التغيرات الديناميكية لكوكبنا ، بما في ذلك تغير المناخ.
9 ترميم مكان الحادث:
في القضايا الجنائية ، يضيق ليدار البحث عن القبور المفقودة أو غير المميزة. على غرار علم الآثار ،
يمكن لليدار تحديد التشوهات الطبوغرافية الدقيقة على الأرض.
يستخدم LiDAR أيضًا في إعادة بناء مسرح الجريمة لمسح مناطق الجريمة أو حوادث السيارات.
10 مراقبة المنحدر:
بالنسبة للانهيارات الأرضية ، يمكن لمسح الليدار أن يمثل سطح مناطق الغطاء النباتي بشكل أفضل.
من أشكال الظل والمنحدرات وخطوط التضاريس ،
يمكن تحديد السمات المورفولوجية الشائعة للانهيارات الأرضية.
في هذه المناطق الجبلية كثيفة الخضرة ،
يمكن للطوبوغرافيين إنشاء قائمة بالمواقع المعرضة للانهيارات الأرضية ،
والتي يمكنها التنبؤ بأحداث الانهيارات الأرضية وتقييم مخاطر السلامة بشكل أفضل.
11 قياس الغلاف الجوي:
لأبحاث الغلاف الجوي ، هناك العديد من التقنيات التي تم تطويرها:
دوبلر ليدار – التكنولوجيا التي تستخدم الضوء لقياس سرعة الرياح بدلاً من رادار دوبلر.
رامان ليدار – يقيس بخار الماء والهباء الجوي.
ليدار الامتصاص التفاضلي (DIAL) – قياس الأوزون وبخار الماء.
بالنسبة للقضايا البيئية المحلية والعالمية ،
يعالج الاستشعار البيئي عن بعد هذه الأنواع من التغييرات في الغلاف الجوي.
12 إدارة الأصول:
تستخدم الإدارة الحضرية نظام LiDAR المحمول لإدارة الأصول وضمان السلامة والمعايير. على سبيل المثال ،
كل شيء من حالة الطرق والجسور التالفة والمرافق واللوحات الإعلانية وعلامات الشوارع.
بعد جمع البيانات ، سيتم إرسال نتائج المسح إلى قاعدة البيانات الجغرافية المكانية. بهذه الطريقة ،
يمكن تخزين كل أصل من أصول البنية التحتية وتحليله وتصوره –
وهذه هي الوظيفة الرئيسية لنظام المعلومات الجغرافية (GIS).
13 مسح المناطق المجمدة ورسم الخرائط:
نظرًا لأن LiDAR يوسع نطاقه ليشمل مجالات بحثية مختلفة ،
فقد أصبح قياس عمق الثلج في المناطق المتجمدة مجالًا رئيسيًا.
نظرًا لأن للثلج تشتت حجمي كبير ، يمكن للضوء ذي الأطوال الموجية المختلفة
أن يخترق العمق بنجاح بدرجات متفاوتة.
بمجرد تحسين نمذجة هذا النوع من LiDAR ،
قد تكون ذات قيمة في الهيدرولوجيا والتنبؤ بالانهيارات الثلجية.
14 الواقع المعزز:
نظرًا لأن LiDAR أصبح أكثر شيوعًا في الهواتف الذكية ،
أصبح الاندماج في الألعاب حقيقة واقعة. على سبيل المثال ،
تسمح لك تقنية الواقع المعزز بالتفاعل مع العالم الخارجي باستخدام شاشة هاتفك الذكي.
يضيف LiDAR استشعار العمق ، لكن هذا لا ينطبق فقط على الألعاب.
يمكن استخدامه أيضًا لتحديد موقع أبراج نقل الطاقة وتوربينات الرياح والألواح الشمسية.
15 فحص الطاقة:
يمكن أن يكتشف LiDAR تعدي الأشجار الذي قد يتسبب في انقطاع نظام خط النقل.
باستخدام تصنيف سحابة النقطة الكثيفة لبيانات الليدار ،
يمكنه التمييز بين الخطوط العلوية والغطاء النباتي.
يمكن أن يساعد أيضًا في تقليل مخاطر سقوط الأشجار في خطوط أنابيب المرافق القريبة.
المزيد من استخدامات وتطبيقات LiDAR
يستخدم الجيش العسكري تقنية LiDAR المحمولة جواً لرسم خريطة ساحة المعركة وبناء مجال رؤية.
تم استخدام Lidar terrain-Lidar منذ عام 1971 لتقدير ارتفاع سطح القمر.
الجيولوجيا – يستخدمه الجيولوجيون لقياس وتخطيط تغيرات المنحدرات والجوانب والارتفاع ودراسة الطبوغرافيا.
يمكن لدراسات وقت تآكل الساحل على طول الساحل تحديد مقدار التعرية في السهول الفيضية.
الآن ، لا يتم استخدام LiDAR للمركبات ذاتية القيادة فقط.
لقد تم تطويره بسرعة كبيرة بحيث تم تجهيز هاتفك الذكي بأجهزة استشعار LiDAR.
******
3） تصنيف
LiDAR ； 4） تطبيق
LiDAR ； 5 مبدأ تطبيق الجلفانومتر في ADAS Lidar.
ما هو الليدار:
تم تطوير LiDAR بواسطة ناسا لتتبع الأقمار الصناعية والمسافات الفضائية. ولكن منذ التسعينيات ،
أصبحت أنظمة الليدار أصغر حجمًا وأكثر دقة.
جعل هذا الليدار خيارًا جذابًا لإضافة”؛ eyes”؛ للمركبات ذاتية القيادة ،
حيث تحتاج المركبات إلى تطوير صورة سريعة للعالم المحيط بها
لتجنب اصطدام المشاة والحيوانات والعقبات والمركبات الأخرى.
LiDAR ، اختصار لاكتشاف الليزر وتحديد المدى ، هو مستشعر يستخدم الليزر لتحقيق قياس دقيق للمسافة.
يصدر LiDAR نبضات ليزر تنعكس عند مواجهتها للأشياء المحيطة ،
ومن خلال قياس الوقت الذي يستغرقه الليزر للوصول إلى كل كائن والعودة إليه ،
يمكن حساب المسافة الدقيقة إلى الجسم. يصدر LiDAR آلاف النبضات في الثانية ،
ومن خلال تحليل كمية الطاقة المنعكسة على سطح الهدف ، والسعة ، والتردد ،
والمرحلة من طيف الموجة المنعكسة. بجمع قياسات المسافة هذه ،
تم إنشاء نمذجة بيئة ثلاثية الأبعاد ، تُعرف باسم سحابة النقطة.
مقارنة بين الكاميرا والرادار والليدار ونظام الملاحة بالقصور الذاتي:
- ليداريتعرف على العقبات وتحديد المواقع والملاحة والبيئة من خلال انعكاس شعاع الليزر.
- المزايا هي:
- 1) نمذجة ثلاثية الأبعاد عالية الوضوح ؛
- 2) مع مبدأ النطاق بنقطة واحدة وطول موجة يبلغ 1550 نانومتر ،
- يمكن أن يكون لها نطاق كشف يبلغ حوالي 200 متر ؛
- 3) يتم الحفاظ على سرعة متعدد الوجوه عند مستوى 100 هرتز ،
- ويتم الحفاظ على تردد الجلفانومتر عند مستوى كيلو هرتز ،
- والذي يمكن أن يحقق دقة ليدار لأكثر من 100 خط.
- ومع ذلك ، فهي متطورة للغاية ومكلفة.
- الة تصوير:
- هو استخدام الكمبيوتر للتعرف على البيئة المحيطة والأشخاص والسيارات
- والأشياء والحكم على المسافة أمام السيارة.
- المزايا هي:
- 1) تكلفة منخفضة وشبيهة بالرؤية الحسية ؛
- 2) التعرف على المعلومات ثنائية الأبعاد. ومع ذلك ، فإنه يعتمد على عينة التدريب ،
- وتحديد المشاة غير مستقر وضعف الرؤية في ظل الظواهر الجوية الشديدة.
- رادار الموجة المليمترية:
- استخدم موجات الراديو لاستشعار حالة القيادة في مجموعة واسعة من المركبات ،
- وتستخدم بشكل أساسي في التحكم التكيفي في ثبات السرعة ، والتحذير من النقاط العمياء ،
- والتحذير من الاصطدام ونظام منع الاصطدام. الميزة هي المستشعر الافتراضي للفرملة في حالات الطوارئ ،
- لكن نمذجة التعريف منخفضة جدًا ، ويمكن فقط التعرف على العوائق ،
- ولا يمكنها وصف حجمها وشكلها بدقة – اكتشاف المشاة.
- نظام الملاحة بالقصور الذاتي :
- يتكون من عيوب تحديد المواقع في GNSS وإدراك موضع السيارة بدقة. المزايا هي:
- 1) تدخل أقل من الخارج ؛
- 2) دقة عالية واستقرار.
- ومع ذلك ، فإن التكلفة مرتفعة ،
- كما أن تصور الوقت لا يمكن أن يكون مستقلاً عن نظام GNSS.
تصنيف ليدار
التصنيف 1:
شكل موجة انبعاث الليزر (LiDAR المستمر والنبضي)
ليدار المستمرهو ضوء يخرج طوال الوقت ،
تمامًا مثل تشغيل المصباح ، سيظل ضوءه مضاءًا دائمًا (باستثناء حالات خاصة).
تعتمد أشعة الليزر المستمرة على ضوء ساطع مستمر إلى الارتفاع
ليتم قياسه للحصول على البيانات على ارتفاع معين. نظرًا لخصائص تشغيل الليزر المستمر ،
لا يمكن جمع البيانات إلا في نقطة واحدة في وقت معين. بسبب الطبيعة غير المؤكدة لبيانات الرياح ،
من الواضح أن استخدام نقطة واحدة لتمثيل ظروف الرياح عند ارتفاع معين أحادي الجانب إلى حد ما.
لذلك ، تتنازل بعض الشركات المصنعة عن طريق أخذ دوران 360 درجة
وجمع نقاط متعددة أعلى هذه الحافة الدائرية لحساب متوسط التقييم ،
والذي من الواضح أنه مفهوم للإحصاءات متعددة النقاط في مستوى افتراضي.
نبضي ليدارالإخراج ليس مستمرًا ، ولكنه يرتعش.
يتمثل مبدأ الليزر النبضي في إصدار عشرات الآلاف من جسيمات الليزر ،
ووفقًا لمبدأ دوبلر المعترف به دوليًا ،
لتقييم ظروف الرياح على ارتفاع معين من انعكاس عشرات الآلاف من جسيمات الليزر ،
وهو ثلاثة – مفهوم الأبعاد ومن هنا جاءت نظرية طول الكشف. هذا مفهوم ثلاثي الأبعاد ،
ومن هنا جاءت نظرية طول الكشف. وفقًا لطبيعة الليزر ،
يمكن لليزر النبضي أن يقيس عشرات المرات من النقاط أكثر من الليزر المستمر ،
ويمكن أن يعكس ظروف الرياح بدقة أكبر عند ارتفاع معين.
التصنيف الثاني: أوضاع الكشف (الكشف المباشر LiDAR والكشف المتماسك LiDAR)
الهيكل الأساسي لـكشف مباشر ليداريشبه إلى حد بعيد جهاز تحديد المدى بالليزر.
أثناء التشغيل ، يتم إرسال إشارة بواسطة نظام الإرسال ، ينعكسها الهدف ويجمعها نظام الاستقبال ،
ويتم تحديد المسافة إلى الهدف عن طريق قياس الوقت الذي تستغرقه إشارة الليزر للانتقال ذهابًا وإيابًا.
يمكن تحديد السرعة الشعاعية للهدف من انزياح دوبلر للضوء المنعكس ،
أو يمكن إيجاد السرعة بقياس مسافتين أو أكثر وحساب معدل التغيير.
كشف متماسك ليدارفي ما يسمى بالنظام أحادي الاستقرار ،
تشترك إشارات الإرسال والاستقبال في فتحة بصرية مشتركة ويتم عزلها بواسطة مفتاح إرسال واستقبال.
في المقابل ، يتكون النظام ثنائي الاستقرار من فتحتين بصريتين ، واحدة للإرسال والأخرى للإشارة المستقبلة ،
وبطبيعة الحال ، لم يعد مفتاح الإرسال والاستقبال مطلوبًا ، والباقي هو نفسه كما هو الحال في نظام أحادي الاستقرار.
التصنيف الثالث: عدد الخطوط المحاذاة رأسياً (الرادارات أحادية الخطوط ومتعددة الخطوط)
رادار أحادي الخط: يمكن فقط الحصول على معلومات ثنائية الأبعاد
ويتم استخدامها في الغالب في روبوتات الخدمة الداخلية في الزاوية ،
على سبيل المثال ، آلات تنظيف الأرضيات.
رادار متعدد الخطوط: تستخدم في الغالب لإعادة البناء ثلاثية الأبعاد ، باهظة الثمن.
التقليدي هو 2.5D ويمكن القيام به في 3D.
التصنيف الرابع: الهياكل الميكانيكية (LiDAR الميكانيكية و LiDAR الحالة الصلبة)
الليدار الميكانيكي: مع جزء دوار للتحكم في زاوية انبعاث الليزر.
يتم ضبط زاوية انبعاث الليزر بآلية دوران ميكانيكية ويكون المنتج ناضجًا نسبيًا.
تتكون بشكل أساسي من الصمامات الثنائية الضوئية ، ومرايا MEMS ،
وأجهزة استقبال انبعاثات الليزر ، وما إلى ذلك ،
حيث يكون الجزء الدوار الميكانيكي هو مرآة انبعاث MEMS
التي يمكنها التحكم في زاوية انبعاث الليزر بمقدار 360 درجة.
الحالة الصلبة ليدار: لا يلزم وجود أجزاء دوارة ميكانيكية ،
حيث تعتمد بشكل أساسي على المكونات الإلكترونية للتحكم في زاوية انبعاث الليزر.
تصنيف الخامس: طرق المسح (الميكانيكي ، الروتوسكوب ، MEMS ، OPA و Flash)
الليدار الميكانيكي يدور بسرعة معينة ويستخدم المسح الميكانيكي الدوراني بزاوية 360 درجة
في الاتجاه الأفقي والمسح الاتجاهي الموزع في الاتجاه الرأسي لجمع المعلومات الديناميكية.
تعتبر أنظمة LiDAR الميكانيكية الدورانية معقدة ومكلفة من حيث المكونات الأساسية ،
بما في ذلك الليزر والماسحات الضوئية والمكونات البصرية وأجهزة الكشف عن الضوء
وأجهزة الاستقبال وأجهزة تحديد المواقع والملاحة.
تجعل تكاليف الأجهزة المرتفعة الإنتاج الضخم صعبًا ويحتاج إلى تحسين الاستقرار.
المرآة الدوارة (شبه صلبة) LiDARيحافظ على وحدة جهاز الإرسال والاستقبال ثابتة ،
مما يسمح للمحرك بعكس الشعاع في منطقة معينة من الفضاء أثناء تحريك المرآة الدوارة ،
وبالتالي تمكين الكشف عن المسح ، على غرار الابتكار التقني لليدار الميكانيكي.
نوع MEMS LiDAR (شبه صلبة): (النظام الكهروميكانيكي الجزئي)
يمكنه تعديل نمط المسح بشكل ديناميكي للتركيز على كائنات محددة ،
والتقاط التفاصيل وتحديد الأشياء الأصغر على مسافات أكبر مما هو ممكن مع الأغطية الميكانيكية التقليدية.
عاكس لتوجيه شعاع ليزر ثابت في اتجاهات مختلفة. نظرًا لأن العاكس صغير جدًا ،
فإنه لا يحتوي على لحظة كبيرة من القصور الذاتي ويمكنه التحرك بسرعة كافية
لتتبع وضع المسح ثنائي الأبعاد في أقل من ثانية.
الصفيف البصري التدريجي OPA (الحالة الصلبة)يستخدم مبدأ التماسك
لصرف الحزمة المنبعثة من خلال تطبيق جهد لتنظيم علاقة الطور لكل وحدة مرحلية ،
وبالتالي إكمال النظام لقياس نطاق معين من المسح في الفضاء.
فلاش من نوع LiDAR (الحالة الصلبة)يسجل المشهد بأكمله بسرعة ،
متجنبًا كل متاعب تحريك الهدف أو LiDAR أثناء المسح ، ويعمل بشكل أشبه بالكاميرا.
ينتشر شعاع الليزر مباشرة في جميع الاتجاهات بحيث يمكن إضاءة المشهد بأكمله بفلاش واحد.
ثم يستخدم النظام مجموعة من أجهزة الاستشعار المصغرة لالتقاط أشعة الليزر المنعكسة في اتجاهات مختلفة.
فلاش LiDAR عندما تكون وحدات البكسل أكبر ، يجب معالجة المزيد من الإشارات ،
وسيؤدي حشر عدد كبير من وحدات البكسل في جهاز الكشف الضوئي حتمًا إلى إدخال جميع أنواع التداخل ،
مما يؤدي إلى فقدان الدقة.
التصنيف السادس: منصات التحميل (المحمولة جواً ، والمركبة ، والأرضية ، والأقمار الصناعية):
ليدار المحمولة جواهي تقنية تدمج عن كثب معدات تحديد المدى بالليزر ومعدات GNSS و INS ،
وتستخدم منصة الطيران كناقل للحصول على معلومات ثلاثية الأبعاد
على سطح الأرض عن طريق مسح الأرض وتسجيل المعلومات حول الموقف والموضع وكثافة انعكاس الهدف ،
ومعالجتها بعمق للحصول على المعلومات المكانية المطلوبة.
لديها مجموعة واسعة من الإمكانات والآفاق في كل من التطبيقات المدنية والعسكرية.
مسافة اكتشاف LiDAR المحمولة جواً قريبة ، عندما ينتقل الليزر في الغلاف الجوي ، يتم تخفيف الطاقة بتأثير الغلاف الجوي ، تكون مسافة عمل LiDAR ضمن 20 كم ،
خاصة في الظروف الجوية السيئة ، مثل الضباب الكثيف والأمطار الغزيرة والدخان والغبار ،
سيتم تقليل مسافة العمل بشكل كبير ، من الصعب العمل بفعالية.
يمكن أن يقلل الاضطراب الجوي أيضًا من دقة قياسات LiDAR بدرجات متفاوتة.
مركبة ليدار:
المعروف أيضًا باسم الماسح الضوئي بالليزر ثلاثي الأبعاد المثبت على السيارة ،
هو نظام مسح ضوئي ليزر ثلاثي الأبعاد متحرك يمكنه حساب المسافة النسبية
بين الكائن المستهدف والمركبة عن طريق إرسال واستقبال شعاع الليزر ،
وتحليل وقت الطي بعد مواجهة الليزر للهدف الكائن ، واستخدام الإحداثيات ثلاثية الأبعاد
لعدد كبير من النقاط الكثيفة على سطح الكائن المستهدف ،
والانعكاس وغيرها من المعلومات لإعادة بناء النموذج ثلاثي الأبعاد للهدف وبيانات الشكل المختلفة بسرعة.
يتم إنشاء خريطة السحابة ثلاثية الأبعاد وتعيين البيئة لتحقيق الغرض من الوعي البيئي.
أصبح دور LiDAR في القيادة الذاتية مهمًا بشكل متزايد ،
حيث تستخدم شركات مثل Google و Baidu و BMW و Bosch و Delphi نظام LiDAR
في أنظمة القيادة المستقلة ، مما يؤدي إلى التوسع السريع في صناعة LiDAR.
ليدار الأرضييمكن الحصول على معلومات سحابة نقطية ثلاثية الأبعاد لمنطقة الغابة
واستخدام معلومات سحابة النقطة لاستخراج موقع الخشب الفردي وارتفاع الشجرة ،
فهو لا يوفر القوى العاملة والموارد المادية فحسب ، بل يحسن أيضًا دقة الاستخراج ،
والتي تتميز بميزة طرق الاستشعار عن بعد الأخرى لا يمكن مقارنتها.
من خلال تحليل التطبيقات الحرجية لهذه التكنولوجيا في الداخل والخارج
والتحقق من نتائج المراحل اللاحقة من البحث حول هذا الاختراع ،
سيتم استخدام هذه التقنية لاستخراج معايير غابات مختلفة في منطقة بحث أكبر في المستقبل.
رادار الأقمار الصناعيةمع مدارها العالي ومجال المراقبة الواسع ،
يمكن أن تصل إلى كل ركن من أركان العالم.
يوفر طريقة جديدة للحصول على نقاط تحكم ثلاثية الأبعاد ونماذج أرضية رقمية في المناطق البحرية ،
وهو أمر ذو أهمية كبيرة لكل من الدفاع والبحث العلمي.
كما أن Lidar قادر على مراقبة الأجرام السماوية بأكملها
ويتم تضمينه في برامج مثل برامج استكشاف القمر والمريخ في الولايات المتحدة ،
مما يوفر البيانات التي يمكن استخدامها لإنتاج خرائط طبوغرافية ثلاثية الأبعاد شاملة للأجرام السماوية.
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يلعب LIDAR أيضًا دورًا مهمًا في قياس التوزيع الرأسي للنباتات ،
وارتفاع سطح البحر ، والتوزيع الرأسي للسحب والهباء الجوي ، ورصد الظواهر المناخية الخاصة.
من خلال المقدمة أعلاه لميزات ومبادئ ومجالات تطبيق LIDAR ،
أعتقد أنه يمكنك أيضًا فهم السمات المختلفة لأنواع مختلفة من LIDAR بشكل عام. في الوقت الحالي ،
العنصر الأكثر أهمية لتحقيق تقنية القيادة الذاتية عالية المستوى (L4 وما فوق) هو LiDAR.
أصبح هذا تقريبًا افتراضيًا”؛ بديهية”؛ في مجتمع هندسة القيادة المستقل ،
فإن إنشاء LIDAR منخفض التكلفة والإنتاج الضخم هو حلم تريد العديد من الشركات الناشئة تحقيقه.
تطبيق LiDAR
في السنوات الأخيرة ، مع استمرار تطور السيارات الذكية ، اكتسب LiDAR المزيد والمزيد من الاهتمام ،
لا سيما مع اختلاف وجهات النظر والخلافات بين Tesla وشركات السيارات الأخرى على LiDAR ،
والتي ولدت الكثير من الحرارة. ومع ذلك ، مثل
مثل ؛ عيون
مثل ؛ من الماكينة ، لا يتم استخدام LiDAR فقط في السيارات الذكية للسيارات ،
ولكن أيضًا في مجموعة واسعة من التطبيقات ، بما في ذلك الخدمات اللوجستية
والنقل والمدن الذكية و V2X والروبوتات والتطبيقات الصناعية.
تطبيق LiDAR في التصنيع الصناعي
في الوقت الحاضر ، تلتزم المزيد والمزيد من الشركات بإدخال الروبوتات في التصنيع وفتح الإنتاج المؤتمت ،
ويصادف أن LiDAR تكتسب مكانة في الروبوتات المتنقلة وعمليات الأتمتة الصناعية.
بالنسبة لسيارات AGV ، يعد LiDAR شرطًا أساسيًا لتحديد المواقع والملاحة وتخطيط السفر ،
بينما في خطوط الإنتاج يمكنه أيضًا تحرير أدوار مراقبة المواد وحماية الأتمتة.
وفي مجال الخدمات اللوجستية الذكية ، تزداد تطبيقات LiDAR أيضًا يومًا بعد يوم.
سواء من المناولة إلى التخزين أو الخدمات اللوجستية ، يمكن القول أن LiDAR قادرة على تغطية جميع الجوانب. في التخزين ،
يمكن أن تساعد LiDAR رافعات التكديس في تحقيق الوصول التلقائي إلى البضائع ؛
في سيناريوهات اللوجستيات مثل الموانئ ،
يمكن لـ LiDAR أيضًا ضمان دقة إمساك البضائع وتقليل صعوبة عمليات الأفراد
وتحسين كفاءة وفعالية المناولة اللوجستية والصناديق ، والتي يمكن اعتبارها ذات قيمة كبيرة.
تطبيق LiDAR في مجال الحوكمة الحضرية الذكية:
فيما يتعلق بالنقل الذكي ، يمكن لـ LiDAR المساعدة
في اكتشاف أكشاك الرسوم عالية السرعة لضمان تلبية المركبات المارة للمتطلبات ؛
من حيث الأمان الذكي ، يمكن أن تكون LiDAR أيضًا أعين أجهزة المراقبة الأمنية المختلفة ،
المنتشرة على منصات القطارات والبوابات والأماكن الأخرى عند الحاجة ،
وبالتالي ضمان الأمن في الوقت الحقيقي للمناطق والمشاهد.
تطبيق LiDAR في القطاع التجاري
عند تطبيقه على روبوتات الخدمة ، يمكن لـ LiDAR
مساعدة الفنادق ومباني المكاتب ومراكز التسوق والمستشفيات والمشاهد الأخرى
لتوصيل الطعام والتنظيف والتطهير والخدمات الأخرى ؛ تنطبق أيضًا على أعمدة وقوف السيارات ، وما إلى ذلك ،
يمكن أن تساعد أيضًا في تشغيل نظام وقوف السيارات الذكي بشكل أكثر فعالية ؛
بالإضافة إلى تطبيقه على مجموعة متنوعة من الشاشات ،
يمكن أن يساعد أيضًا في تحقيق تفاعل الوسائط المتعددة ،
لتحقيق تفاعل الشاشة ، لتلبية تجربة تفاعل المستخدم.
مبدأ تطبيق الجلفانومتر في ADAS Lidar
الماسح الضوئي الجلفانومتر ، يسمى أيضًا نظام المسح Galvo.
يتكون من رأس مسح ضوئي بصري XY ومكبر صوت إلكتروني ومرآة بصرية.
يلعب دورًا مهمًا جدًا في نظام الليدار. إنه جهاز مسح متجه بأداء ممتاز ومحرك مؤازر متأرجح خاص مدفوع بالتردد العالي.
يشكل الماسح الضوئي الجلفانومتر مصدر ضوء الليزر المنبعث من الليدار إلى السطح من خلال مرآتين على المحرك ،
لتحقيق تصوير المسح بالليزر.
هناك بعض الميزات على النحو التالي:
- ماسح الجلفانومتر: يقوم بمسح رأسي بواسطة مرآة الجلفانومتر.
- يمكن استخدام واحد أو أكثر من الجلفانومتر ، ويمكن تغيير زاوية الجلفانومتر.
- الهدف هو الجمع بين زوايا المجال ، مثل تداخل المجال ،
- لتشفير كثافة النقطة السحابية لمجال الرؤية المركزي ، ما يسمى تحسين عائد الاستثمار ；
- تقوم مرآة Polygon بالمسح أفقيًا ；
- المصدر: 1550 نانومتر ليزر ليفي. تعمل أزواج متعددة من مصدر الضوء وأجهزة الكشف بالتناوب ،
- أو تغطي زوايا مجال مختلفة في نفس الوقت.
- الغرض من استخدام أزواج متعددة من أجهزة الإرسال والاستقبال هو تقليل التردد.
معرض الصور:
