A LiDAR-nak az okostelefonos szkennelési alkalmazásokon kívül számos más felhasználási területe is van.
A legtöbb ember ismeri a radarszkennerek működését. A navigációban évtizedek óta használt szenzorok rádiójeleket küldenek minden irányba, és mérik, mennyi ideig tart a visszaverődés, így lehetővé válik a közeli tárgyak észlelése.
A LiDAR a „Light Detection And Ranging” rövidítése, és hasonló a radarhoz, de helyette lézereket használ. Ez a fajta érzékelő akkor vált szélesebb körben ismertté a vásárlók körében, amikor az Apple elkezdte beépíteni a készülékeibe.
LiDAR Evolution: a laboroktól az Apple-eszközökig
A LiDAR érzékelőket már jóval azelőtt használták, hogy az Apple termékei megjelennének. A technológiát az 1960-as években hozták létre, és a lézersugarak egyik első felhasználása volt.
A LiDAR és a radar hasonlóan működik, de az utóbbi némileg alapvető és jobb a pozicionáláshoz, míg az előbbi részletes 3D-s képalkotást tesz lehetővé. Ezen túlmenően, mivel a lézerek a radarhoz képest nagyobb hatótávolságban biztosítják a nagy felbontást, rádiójel-szkennerekkel együtt is használhatók mélyebb információért.
Végül az ipari minőségű LiDAR érzékelők – mint például a csillagászatban használtak – olyan nagyok, mint egy autó, de a rövidebb hatótávolságra szántak sokkal kisebbek is lehetnek. Emiatt a lehetséges felhasználások nagyon eltérőek.
Nagyszabású LiDAR-felhasználások
A LiDAR-t elsősorban olyan nagyszabású alkalmazásokhoz használták, mint az ipar, a kormányzat és a tudomány évtizedeken át.
1. Űrkutatás
Feltalálása óta a LiDAR-t 3D-s térképezésre szánták. Az Apollo 15 expedíció során 1971-ben az űrhajósok LiDAR érzékelőket használtak a Hold felszínének feltérképezésére.
Ugyanez a technológia ma is használatos. A NASA által a Marsra küldött Ingenuity helikopter LiDAR szkennerekre támaszkodik a félautonóm működéshez, különösen fel- és leszálláskor. Mivel hét percet vesz igénybe az információ eljutása a Földről a Marsra, és a parancsok visszaküldése a Vörös Bolygóra, az Ingenuity-nek önállóan kell elindulnia és dokkolnia.
2. Mélytengeri tanulmányok
A LiDAR-nak több földi alkalmazása is van. Például a tudományos hajók LiDAR szkennereket használnak a hajótestükben a tengerfenék 3D-s változatának elkészítéséhez.
Ez lehetővé teszi az óceán fenekének jobb megértését, és felhasználható víz alatti hegyláncok és más tengerfenéki jellemzők feltérképezésére. A víz alatti járművek (személyzettel vagy anélkül) használhatják a LiDAR-t környezetük még részletesebb szkennelésére.
3. Ökológia
Tudományos használat mellett a LiDAR érzékelők környezeti mérésekre is használhatók. Az egyik első használat az 1960-as években a természeti és szennyezőfelhők mérése volt városi terekben.
Emellett a repülőgépekbe vagy műholdakba ágyazott LiDAR-okat a lombkoronák feltérképezésére is alkalmazzák, lehetővé téve az erdőirtás felügyeletét. Az újraerdősödés mérhető úgy is, hogy összehasonlítjuk a fák növekedését egy adott területen egy adott időkeret alatt.
4. Topográfia és geológia
Mielőtt a LiDAR érzékelők széles körben elérhetőek lettek volna ipari felhasználásra, magassági térképeket készítettek szokásos fényképek és radaradatok kombinálásával. Egy repülőgép repülne át a feltérképezendő terület felett, kamerával légi felvételeket készítene, radar pedig rádiójeleket bocsát ki.
Ehhez kétlépéses megközelítésre volt szükség: a radarnaplókat szinkronizálni kellett a fénykép időbélyegeivel a gép leszállása után, így a feladat időigényes volt. A LiDAR szkennerek segítségével a 3D-s térképezés – szójáték célja – menet közben történik, a fényképek pedig további részletrétegként szolgálnak.
Mivel a különböző szennyeződések eltérő módon nyelték el a lézert, ez a megközelítés a talaj összetételének vizsgálatára is használható. A geológusok számára ez azt jelenti, hogy a kutatás egy újabb lépése sokkal gyorsabbá válik, mivel a LiDAR érzékelők részben elvégzik a helyszíni vizsgálatot.
5. Közlekedés és forgalom
A LiDAR szenzorok használatával a közlekedési rendszerek tervezése és működtetése is könnyebbé válik. Érdekes módon a LiDAR számos alkalmazást kínál a közlekedésben, például az adott útvonalat használó járművek pontos számának mérését, így jobb tervezést lehet kidolgozni az adott útra.
A forgalomfelügyeletnek LiDAR szkennerek is használhatók. A fixek valós idejű útállapot-figyelésre szolgálnak, míg a mozgathatóak nagy teljesítményű sebességmérőként telepíthetők. Ezek jobban működnek, mint a radaralapú csapdák, mivel szkenneléskor képesek észlelni a szabálysértő jármű rendszámát.
Fogyasztói LiDAR felhasználások
Mióta az Apple beépítette a LiDAR-t a 2020-as iPad Pro termékcsaládjába, sok elektronika elkezdte integrálni a LiDAR-t. Míg eddig egyetlen más márka sem használja a LiDAR-t telefonjaiban vagy táblagépeiben, az Android-gyártók inkább előnyben részesítik Repülési idő (ToF) érzékelők– sok, naponta használt elektronika rendelkezik LiDAR-ral.
1. Robotporszívók
Míg a belépő szintű robotporszívók kizárólag a közelségérzékelőkre és a távolságok memorizálására támaszkodnak munkájuk elvégzéséhez, legjobb robotporszívók sok más technológiája van. A LiDAR érzékelők ezek közé tartoznak.
Ennél az eszköztípusnál a LiDAR lehetővé teszi a környezet pontos feltérképezését. Ezen információk birtokában nem fogja megpróbálni kiszívni az elveszett LEGO-darabot a földről, és jobban tisztában lesz a bútorok közötti kis résekkel a jobb tisztítás érdekében.
2. Önvezető autók
A járműveken található közelségérzékelők nem újdonságnak számítanak: évtizedek óta segítenek elkerülni a kisebb parkolási helyzeteket. Az önvezető autóknak azonban fejlett technológiára van szükségük a súlyos balesetek elkerülése érdekében.
Emiatt a LiDAR a legtöbb autonóm jármű biztonsági rendszerének kulcsfontosságú része. Valós idejű, részletes és nagy hatótávolságú információkat tesz lehetővé az autó környezetéről, beleértve az épületeket, más járműveket, és ami még fontosabb, az embereket.
Az egyik figyelemre méltó kivétel a Tesla, amely prototípusain LiDAR érzékelőket használ önvezető rendszerének finomhangolására. Az általuk forgalmazott járműveken csak kamerák vannak, amelyek megakadályozzák az ütközést. Azonban, A Tesla Autopilotja nem a példaértékű biztonságáról híres.
3. Építészet és belsőépítészet
Sokan vannak LiDAR-kompatibilis alkalmazások iPhone-ra és iPadre, köztük néhány építészeti és dekorációs célú. A szakemberek azonban fejlettebb eszközöket igényelhetnek a feladathoz.
A dedikált LiDAR érzékelők lehetővé teszik az építészek és belsőépítészek számára, hogy pontos 3D-s térképeket készítsenek beltéri és kültéri terekről. Ezek használatával időt takarítanak meg a mérésekkel, és jobb megoldásokat fejleszthetnek ügyfeleik számára.
Az építészethez készült LiDAR szkennerek a szakemberek által épületek és bútorok készítéséhez használt 3D modellező szoftverekkel is integrálhatók. Az összes adat együttes birtokában biztosíthatják, hogy egy projekt a való életben a lehető leghasonlóbb legyen a digitális makettekhez.
Sokkal több a LiDAR, mint az Apple
Az Apple némi elismerést érdemel, amiért olyan hasznos technológiát juttatott a felhasználók kezébe, mint a LiDAR. De a LiDAR története nem Cupertinóban kezdődött; ennek sem lesz vége.
A legtöbben naponta használjuk a LiDAR érzékelőket – ingázáshoz, otthoni takarításhoz, még az épületben is –, és lehet, hogy nem is ismerjük ezt. Nos, most megteszed.
