- Преимущества лидаров
- Основные виды лазерных лидаров
- Измерение расстояний при помощи лидаров
- Сканирование лидарами
- Сферы применения лидаров
Терминология и принцип работы лидара
Термин «лидар» – это аббревиатура. Полное выражение на английском языке: light identification, detection and ranging. Перевод: световое обнаружение и идентификация дальности.
В основе технологии лежит получение и обработка данных о различных удаленных объектах при помощи оптической системы. Локатор использует свойство света отражаться и рассеиваться в зависимости от степени прозрачности среды. Прибор способен получать информацию о твердых предметах и о жидкости.
Достоинства устройств лидар:
- мгновенная мощность луча;
- когерентность излучения;
- низкие потери, обусловленные малой длиной волны.
В совокупности указанные характеристики сделали оборудование незаменимым при анализе среды на расстоянии до нескольких километров и в сложных условиях, где важно определить расстояние объекта.
Работа лидара
При работе лазерный луч отражается от поверхностей, возвращается к прибору и улавливается фотоприемником. Частота – до 150 000 импульсов в секунду. Аппарат запоминает время прохождения сигнала, на основе чего формирует координаты предмета в пространстве:
- удаленность;
- размеры;
- геометрические особенности и пр.
Создается точная информация о цели в виде набора трехмерных точек, что делает лидары незаменимыми инструментами в геодезии и картографии. Измеряемые расстояния могут достигать нескольких сотен метров, что позволяет получать точные данные на больших территориях.
Laser lidar выпускается в двух основных видах:
- микроимпульсные – обладают небольшой мощностью и допускаются к использованию без соблюдения особых мер безопасности.
- устройства с высокой энергией излучения, рассчитанные на исследования атмосферы. Они определяют параметры облаков, атмосферное давление, силу ветра, влажность, содержание газов в воздухе.
Независимо от варианта устройства принцип действия лидара основан на применении одних и тех же систем.
Измерение расстояний
В лазерном дальномере используются разные типы лазера.
Распространенные длины волн:
- топографические сканеры – 1064 нм;
- батиметрические – 532 нм;
- наземные коммерческие приборы – 600-1000 нм;
- наземное научное оборудование – 1500 нм.
Эти значения выбираются с учетом факторов:
- свойства окружающей среды;
- отражающая способность изучаемых мест;
- чувствительность детектора;
- конструктивные требования к технике;
- допустимая степень безопасности излучения для зрения.
Сканирование
Для определения не только расстояния, но и обзора цели измеряется множество точек. Методы функционирования сканирующего лидара:
- качающееся зеркало – за счет изменения положения зеркала вокруг своей оси удается отсканировать нужную область и сформировать трехмерные данные;
- вращающаяся призма – более совершенный метод, в котором исключен недостаток зеркала в виде непостоянной скорости движения, здесь луч скачет по граням призмы и создает ряды точек;
- вращающееся зеркало – развертка формируется в виде эллиптической кривой, при этом каждая точка сканируется два раза;
- оптоволоконная подсистема – в отличие от названных механических методов оптоволоконный способ обеспечивает более стабильную геометрию сканирования, поскольку между оптическими каналами оборудования и оптоволокном связи фиксированы.
Ориентация и позиционирование
Подсистема нужна, чтобы для каждой точки измерялось абсолютное значение ее положения в пространстве. Так достигается высокая достоверность измерений, которая используется в дальнейшем на практике.
Контроллер
Все компоненты lidar должны работать согласованно, чтобы генерировать облака точек. Для этого используется система управления, которая выставляет параметры сенсоров и контролирует работу всех элементов.
Хранилище информации
Результаты исследований представляют собой файлы с координатами и дополнительной информацией. Техника способна генерировать большие объемы измерений, поэтому в них предусмотрены собственные накопители, где все значения сохраняются сразу после сбора и цифровой обработки.
Результат сканирования лидара
Практическое применение
Традиционные способы трехмерной съемки для изучения ландшафта, воздушного или водного пространства стоят дорого и занимают много времени. Новая технология эффективнее, поэтому применяется в разных областях.
Моделирование ландшафта
С помощью пульсирующего лазерного луча удается исследовать рельеф местности с учетом любых объектов – травы, листвы, деревьев, перемещающихся объектов. Лидары используются для создания топографических трехмерных карт.
Полученный топографический 3D-контур создается быстро. С помощью лидара для БПЛА сканирование ведется на скорости свыше 4 000 м2 в минуту.
Фиксация ДТП, ЧП, несчастных случаев
Lidar может работать в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазоне. Это выручает, когда нет возможности сканировать предметы при внешнем свечении, например, в случае с авариями ночью. Лидары также применяются в автономных транспортных средствах для распознавания препятствий и обеспечения безопасности водителя. В этом случае лидары являются надежным средством для обнаружения и определения объектов.
С дроном получается составить полную картину произошедшего независимо от времени суток за один полет.
Сельское хозяйство
3-мерные системы картографирования помогают в сельском хозяйстве, когда нужно создать:
- ирригационную сеть;
- водозащитные сооружения;
- прочие вспомогательные объекты.
БПЛА с лидаром позволяет собрать точные данные об особенностях и рельефе почвы. При этом не надо ждать подходящую погоду и использовать специальную технику для сбора данных.
Археология
Характеристики ландшафта нужны для научных задач. При использовании lidar за 5-10 минут удается создать полную трехмерную модель интересующего места для дальнейших археологических исследований.
Новые возможности лидар-технологии
Современная технология лидар удешевляет, упрощает и ускоряет разные задачи. Лидары используются не только в геодезии, но и в метеорологии, картографии, и других областях, требующих высокую точность данных. Широко применяются в исследованиях лесов и городских территорий, позволяя специалистам получать данные высокого уровня точности и детализации.
Широкое применение лидара
Технология лидар активно используется в строительных проектах, что позволяет использовать беспилотные автомобили для мониторинга и оценки строительных объектов. Специалисты отмечают, что стоимость и сроки реализации проектов значительно уменьшаются по сравнению с традиционными методами. Лидары широко применяются в крупных проектах, таких как строительство дорог и мостов, а также в проектах по созданию моделей и виртуальных образов различных объектов.
Лидар и новые направления
Работы по использованию лидаров начались много лет назад и продолжаются до сих пор, находя новые пути применения. Лидары широко используются в робототехнических системах и беспилотных автомобилях, что позволяет получать точные данные в реальном времени. В современных условиях лидары являются незаменимым инструментом для обнаружения и определения объектов в различных условиях, включая ночное время и сложные погодные условия.
Программное обеспечение и вычислительные мощности
Для обработки данных, полученных с помощью лидара, необходимы мощные обрабатывающие программы и вычислительные ресурсы. Современные лидары оснащены встроенными вычислительными модулями, которые позволяют в реальном времени получать и обрабатывать большие объемы данных. Благодаря этому можно быстро и точно получать изображения и данные для дальнейшего анализа и использования.
Звоните нашим менеджерам, чтобы они помогли выбрать и купить подходящий лидар с доставкой и гарантией. Мы реализуем следующие виды лидаров:
Используемое оборудование
-
от 1 215 000 руб.
-
от 3 136 101 руб.
-
от 1 212 113 руб.
-
от 1 404 512 руб.
-
от 3 520 899 руб.
-
от 13 525 639 руб.
-
от 16 411 622 руб.
-
от 7 753 674 руб.
-
от 6 791 679 руб.
-
от 399 000 руб.
-
от 2 011 900 руб.
-
от 222 393 руб.
-
от 277 554 руб.
-
-
