Kama dhana, lidar imekuwa karibu kwa miongo. Walakini, nia ya teknolojia hii imekua sana katika miaka ya hivi karibuni, kwani sensorer huwa ndogo, ngumu zaidi, na wigo wa bidhaa zilizo na teknolojia ya lidar unapanuka zaidi na zaidi.
Neno lidar ni tafsiri ya LIDAR (Kugundua Mwanga na Kuweka). Hii ni teknolojia ya kupata na kusindika habari juu ya vitu vya mbali kutumia mifumo ya macho inayotumika ambayo hutumia hali ya mwangaza na kutawanya katika media ya uwazi na ya wazi. Lidar kama kifaa ni sawa na rada, kwa hivyo matumizi yake ni uchunguzi na kugundua, lakini badala ya mawimbi ya redio, kama katika rada, hutumia mwangaza unaozalishwa katika hali nyingi na laser. Neno lidar mara nyingi hutumiwa kwa kubadilishana na Ladar, ambayo inasimama kwa kugundua laser na inaanzia, ingawa Joe Buck, mkuu wa utafiti katika Coherent Technologies, sehemu ya mgawanyiko wa mifumo ya nafasi ya Lockheed Martin, anasema dhana hizo mbili ni kutoka kwa mtazamo wa kiufundi ni tofauti. "Unapoangalia kitu ambacho kinaweza kuzingatiwa kuwa kitu laini, kama chembe chembe au erosoli angani, wataalam huwa wanatumia kifuniko wakati wa kuzungumza juu ya kugundua vitu hivyo. Unapoangalia vitu vikali, vikali kama gari au mti, basi huwa unategemea kuelekea neno Ladar. " Kwa habari zaidi juu ya lidar kutoka kwa maoni ya kisayansi, angalia sehemu "Lidar: Jinsi Inavyofanya Kazi".
"Lidar imekuwa mada ya utafiti kwa miongo mingi tangu kuanzishwa kwake mwanzoni mwa miaka ya 1960," Buck aliendelea. Walakini, nia yake imekua dhahiri tangu mwanzo wa karne hii, asante, kwanza kabisa, kwa maendeleo ya kiteknolojia. Alitumia ufafanuzi wa kufungua kama mfano. Ukubwa wa darubini, ndivyo azimio la kitu kinaweza kupatikana. Ikiwa unahitaji azimio kubwa sana, basi mfumo mkubwa wa macho unaweza kuhitajika, ambao hauwezi kuwa wa vitendo sana kutoka kwa mtazamo wa vitendo. Upigaji picha wa bandia hutatua shida hii kwa kutumia jukwaa la kusonga na usindikaji wa ishara kupata aperture halisi ambayo inaweza kuwa kubwa zaidi kuliko upenyo wa mwili. Rada za kufungua bandia (SAR) zimekuwa zikitumika kwa miongo mingi. Walakini, haikuwa hadi mapema miaka ya 2000 kwamba maandamano ya vitendo ya upigaji picha wa macho ya macho yalianza, licha ya ukweli kwamba lasers tayari zilikuwa zikitumiwa sana wakati huo. "Kwa kweli, ilichukua muda zaidi kukuza vyanzo vya macho ambavyo vingekuwa na utulivu wa kutosha juu ya marekebisho anuwai … Uboreshaji wa vifaa, vyanzo vya taa na vitambuzi (vinavyotumika kwenye kifuniko) vinaendelea. Sio tu kwamba sasa una uwezo wa kuchukua vipimo hivi, una uwezo wa kuzifanya kwa vitalu vidogo, na kuifanya mifumo kuwa ya vitendo kwa ukubwa, uzito na matumizi ya nguvu."
Pia inakuwa rahisi na ya vitendo kukusanya data kutoka kwa kifuniko (au habari iliyokusanywa na kifuniko). Kijadi, imekusanywa kutoka sensorer za ndege, anasema Nick Rosengarten, mkuu wa Kikundi cha Bidhaa za Unyonyaji wa Geospatial katika Mifumo ya BAE. Walakini, leo, sensorer zinaweza kuwekwa kwenye gari za ardhini au hata kwenye mifuko ya mkoba, ambayo inamaanisha ukusanyaji wa data za wanadamu. "Hii inafungua idadi kubwa ya uwezekano, data sasa inaweza kukusanywa ndani na nje," alielezea Rosengarten. Matt Morris, Mkuu wa Ufumbuzi wa Geospatial katika Mifumo ya Textron, anasema, "kifuniko ni hifadhidata ya kushangaza kweli kwa sababu inatoa maelezo ya kina juu ya uso wa Dunia. Inatoa picha ya kina zaidi na, kwa kusema, picha iliyochorwa zaidi kuliko teknolojia ya DTED (Digital Terrain Elevation Data), ambayo hutoa habari juu ya mwinuko wa uso wa dunia katika sehemu fulani. Labda moja ya kesi zenye nguvu zaidi za utumiaji ambazo nimesikia kutoka kwa wateja wetu wa kijeshi ni hali ya kupeleka katika eneo lisilojulikana, kwa sababu wanahitaji kujua ni wapi wataenda … kupanda paa au kupanda uzio. Data ya DTED hairuhusu uone hii. Hata hautaona majengo."
Morris alibaini kuwa hata data zingine za mwinuko zenye urefu wa hali ya juu hazitakuruhusu kuona huduma hizi. Lakini kifuniko kinakuruhusu kufanya hivyo kwa sababu ya "nafasi ya nafasi" - neno linaloelezea umbali kati ya nafasi ambazo zinaweza kuonyeshwa kwa usahihi katika safu ya data. Katika kesi ya kifuniko, "lami" inaweza kupunguzwa hadi sentimita, "kwa hivyo unaweza kujua urefu wa paa la jengo au urefu wa ukuta au urefu wa mti. Hii kweli inaongeza kiwango cha mwamko wa hali-tatu (3D). " Kwa kuongezea, gharama ya sensorer za kifuniko hupungua kama vile saizi yao, na kuzifanya kuwa nafuu zaidi. "Miaka kumi iliyopita, mifumo ya sensorer ya kifuniko ilikuwa kubwa sana na ya gharama kubwa. Walikuwa na matumizi makubwa ya nguvu. Lakini kadri walivyoendelea, teknolojia ziliboresha, majukwaa yakawa madogo sana, matumizi ya nishati yalipungua, na ubora wa data walizotengeneza ukaongezeka."
Morris alisema kuwa matumizi kuu ya kifuniko katika uwanja wa kijeshi ni katika upangaji wa 3D na mafunzo ya ujumbe wa mapigano. Kwa mfano, bidhaa ya uigaji wa ndege ya kampuni ya Lidar Analyst inaruhusu watumiaji kuchukua data nyingi na "kutoa haraka mifano hii ya 3D, basi wanaweza kupanga ujumbe wao kwa usahihi sana." Vile vile ni kweli kwa shughuli za ardhini. Morris alielezea: "Bidhaa yetu hutumiwa kupanga njia za kuingia na kutoka kwa eneo lengwa, na kwa kuwa data ghafi ni azimio kubwa, inawezekana kufanya uchambuzi sahihi sana wa hali ndani ya mstari wa kuona."
Pamoja na Mchambuzi wa Lidar, Textron ameunda RemoteView, bidhaa ya programu ya uchambuzi wa picha kwa jeshi la Merika na mashirika ya ujasusi. Programu ya RemoteView inaweza kutumia vyanzo anuwai vya data, pamoja na data ya lidar. Mifumo ya BAE pia hutoa programu ya uchambuzi wa kijiografia, bidhaa yake kuu hapa ni SOCET GXP, ambayo hutoa uwezo mwingi, pamoja na utumiaji wa data ya kifuniko. Kwa kuongeza, Rosengarten alielezea kuwa kampuni hiyo imeunda teknolojia ya GXP Xplorer, ambayo ni programu ya usimamizi wa data. Teknolojia hizi zinafaa kabisa kwa matumizi ya jeshi. Rosengarten, kwa mfano, alitaja zana ya kuhesabu eneo la kutua helikopta ambayo ni sehemu ya programu ya SOCET GXP. "Inaweza kuchukua data ya kifuniko na kuwapa watumiaji habari juu ya maeneo ya ardhini ambayo yanaweza kuwa ya kutosha kwa helikopta kutua." Kwa mfano, anaweza kuwaambia ikiwa kuna vizuizi wima njiani, kama vile miti: "Watu wanaweza kutumia zana hii kutambua maeneo ambayo yanaweza kufaa zaidi kama sehemu ya uokoaji wakati wa mizozo ya kibinadamu." Rosengarten pia aliangazia uwezekano wa kuweka tiling, ambapo seti nyingi za seti za kifuniko hukusanywa kutoka eneo maalum na kuunganishwa pamoja. Hii inawezeshwa na "kuongezeka kwa uaminifu wa metadata ya sensa ya kifuniko pamoja na programu kama programu ya BAE Systems 'SOCET GXP, ambayo inaweza kugeuza metadata kuwa kanda sahihi ardhini, iliyohesabiwa kwa kutumia data ya kijiografia. Mchakato huo unategemea data ya kifuniko na haitegemei jinsi data inavyokusanywa."
Jinsi inavyofanya kazi: lidar
Lidar inafanya kazi kwa kuangazia lengo na nuru. Kifuniko kinaweza kutumia mwanga katika safu zinazoonekana, za ultraviolet au karibu na infrared. Kanuni ya utendaji wa kifuniko ni rahisi. Kitu (uso) kinaangaziwa na mapigo mafupi ya taa, wakati ambao ishara inarudi kwenye chanzo inapimwa. Lidar huzindua vidonda vifupi vya mionzi ya laser kwenye kitu (uso) na masafa ya kunde hadi 150,000 kwa sekunde. Sensorer kwenye kifaa hupima wakati kati ya usafirishaji wa mpigo wa mwanga na utafakari wake, kwa kudhani kasi ya mwangaza ya mara kwa mara ya 299792 km / s. Kwa kupima muda huu wa wakati, inawezekana kuhesabu umbali kati ya kifuniko na sehemu tofauti ya kitu na, kwa hivyo, jenga picha ya kitu kulingana na msimamo wake kulingana na kifuniko.
Kukata upepo
Wakati huo huo, Buck alionyesha uwezekano wa matumizi ya kijeshi ya teknolojia ya WindTracer ya Lockheed Martin. Teknolojia ya kibiashara WindTracer hutumia kifuniko ili kupima upepo wa upepo kwenye viwanja vya ndege. Mchakato huo unaweza kutumika katika uwanja wa kijeshi, kwa mfano, kwa anga za usahihi. "Unahitaji kuacha vifaa kutoka kwa urefu wa kutosha, kwa sababu hii unaziweka kwenye pallets na kuzitupa kutoka kwa parachute. Sasa wacha tuangalie ni wapi wanatua? Unaweza kujaribu kutabiri ni wapi wataenda, lakini shida ni kwamba unaposhuka, upepo unabadilisha mwelekeo kwa urefu tofauti, "alielezea. - Na kisha unatabiri jinsi pallet itatua wapi? Ikiwa unaweza kupima upepo na kuboresha njia, basi unaweza kutoa vifaa kwa usahihi wa hali ya juu sana.”
Lidar pia hutumiwa katika gari za ardhini ambazo hazina mtu. Kwa mfano, mtengenezaji wa magari ya ardhini ya moja kwa moja (AHAs), Roboteam, ameunda zana inayoitwa Tabaka la Juu. Ni ramani ya 3D na teknolojia ya urambazaji inayotumia kifuniko. Tabaka la Juu hutumia kifuniko kwa njia mbili, anasema Shahar Abukhazira, mkuu wa Roboteam. Ya kwanza inaruhusu ramani ya wakati halisi wa nafasi zilizofungwa. "Wakati mwingine video haitoshi katika hali ya chini ya ardhi, kwa mfano, inaweza kuwa giza sana au kuonekana kumepungua kwa sababu ya vumbi au moshi," Abukhazira aliongeza. - Uwezo wa Lidar huruhusu kutoka kwa hali na mwelekeo wa sifuri na uelewa wa mazingira … sasa anatoa ramani ya chumba, anaweka ramani kwenye handaki. Mara moja unaweza kuelewa hali hiyo, hata ikiwa hauoni chochote na hata ikiwa hujui uko wapi."
Matumizi ya pili ya lidar ni uhuru wake, ikimsaidia mwendeshaji kudhibiti mfumo zaidi ya mmoja wakati wowote. "Mendeshaji mmoja anaweza kudhibiti AHA moja, lakini kuna AHA zingine mbili ambazo zinafuatilia na kufuata gari linalodhibitiwa na wanadamu," alielezea. Vivyo hivyo, askari anaweza kuingia katika eneo hilo na ANA anamfuata tu, ambayo ni kwamba, hakuna haja ya kuweka kando silaha ili kutekeleza vifaa. "Inafanya kazi hiyo iwe rahisi na ya busara." AHA Probot kubwa ya Roboteam pia ina kifuniko kwenye bodi ili kuisaidia kusafiri umbali mrefu. "Hauwezi kuhitaji opereta kubonyeza kitufe kwa siku tatu mfululizo … unatumia sensa ya kifuniko kufuata tu wanajeshi, au kufuata gari, au hata kutoka moja kwa moja kutoka sehemu moja kwenda nyingine, kifuniko hicho kitasaidia epuka vizuizi. " Abukhazira anatarajia mafanikio makubwa katika eneo hili baadaye. Kwa mfano, watumiaji walitaka kuwa na hali ambayo mwanadamu na ANA wanaingiliana kama askari wawili. “Hamna udhibiti wa kila mmoja. Mnatazamana, mnapigiana simu, na mnatenda sawa sawa. Ninaamini kuwa kwa maana tutapata kiwango hiki cha mawasiliano kati ya watu na mifumo. Itakuwa na ufanisi zaidi. Ninaamini vifuniko vinatuongoza katika mwelekeo huo."
Wacha tuende chini ya ardhi
Abukhazira pia anatumai sensorer za kifuniko zitaboresha shughuli katika mazingira hatarishi ya chini ya ardhi. Sensorer za Lidar hutoa habari ya ziada wakati wa kupanga ramani. Kwa kuongezea, aligundua kuwa wakati mwingine kwenye handaki ndogo na nyeusi, mwendeshaji anaweza hata kugundua kuwa AHA inaongoza kwa mwelekeo mbaya. Sensorer za Lidar hufanya kazi kama GPS kwa wakati halisi na hufanya mchakato ujisikie kama mchezo wa video. Unaweza kuona mfumo wako kwenye handaki, unajua unakokwenda kwa wakati halisi."
Ikumbukwe kwamba sensorer za kifuniko ni chanzo kingine cha data na haipaswi kuzingatiwa kama mbadala wa rada. Buck aligundua kuwa kuna tofauti kubwa katika urefu wa urefu kati ya teknolojia hizi mbili, ambazo zina faida na hasara zao. Mara nyingi suluhisho bora ni kutumia teknolojia zote mbili, kwa mfano, kupima vigezo vya upepo na wingu la erosoli. Vipimo vifupi vya sensorer za macho hutoa utambuzi mzuri wa mwelekeo ikilinganishwa na urefu wa urefu wa sensa ya RF (rada). Walakini, mali ya usafirishaji wa anga ni tofauti sana kwa aina mbili za sensorer. “Rada hiyo ina uwezo wa kupita katika aina fulani ya mawingu ambayo itakuwa ngumu kwa kifuniko kushughulikia. Lakini kwa ukungu, kwa mfano, lidar inaweza kufanya vizuri kidogo kuliko rada."
Rosengarten alisema kuchanganya kifuniko na vyanzo vingine vya taa kama vile data ya panchromatic (wakati wa kupiga picha kwa kutumia anuwai anuwai ya mwanga) itatoa picha kamili ya eneo la kupendeza. Mfano mzuri hapa ni ufafanuzi wa tovuti ya kutua helikopta. Lidar anaweza kukagua eneo na kusema kuwa ina mteremko wa sifuri, bila kujali ukweli kwamba anaangalia ziwa. Aina hii ya habari inaweza kupatikana kupitia utumiaji wa vyanzo vingine vya nuru. Rosengarten anaamini kuwa tasnia hiyo hatimaye itachanganya teknolojia, ikileta vyanzo tofauti vya data ya kuona na nuru zingine. "Itatafuta njia za kuleta data zote chini ya mwavuli mmoja … Kupata habari sahihi na kamili ni zaidi ya kutumia data ya kifuniko, lakini kazi ngumu inayohusisha teknolojia zote zinazopatikana."
