LiDAR má okrem aplikácií na skenovanie smartfónov mnoho ďalších využití.
Väčšina ľudí má určitú predstavu o tom, ako fungujú radarové skenery. Tieto senzory, používané v navigácii po celé desaťročia, vysielajú rádiové signály v každom smere a merajú, ako dlho trvá, kým sa odrazia, čím umožňujú detekciu blízkych objektov.
LiDAR je skratka pre "Light Detection And Ranging" a je podobný radaru, ale namiesto toho používa lasery. Tento druh senzora sa stal medzi zákazníkmi všeobecne známy, keď ho Apple začal zaraďovať do svojich zariadení.
LiDAR Evolution: Od laboratórií k zariadeniam Apple
Senzory LiDAR sa používali už dávno predtým, ako ich obsahovali produkty Apple. Táto technológia bola vytvorená v šesťdesiatych rokoch minulého storočia a bola jedným z prvých použití laserových lúčov.
Podobne funguje aj LiDAR a radar, ale druhý je trochu základný a lepší na určovanie polohy, zatiaľ čo prvý umožňuje podrobné 3D zobrazenie. Keďže lasery si zachovávajú vysoké rozlíšenie na dlhších vzdialenostiach ako radar, možno ich použiť spolu so skenermi rádiového signálu na získanie podrobnejších informácií.
A napokon, priemyselné snímače LiDAR – ako tie, ktoré sa používajú v astronómii – sú veľké ako auto, ale tie, ktoré sú určené na kratšie vzdialenosti, môžu byť oveľa menšie. Z tohto dôvodu sa možnosti použitia značne líšia.
Použitie LiDAR vo veľkom meradle
LiDAR sa desaťročia používal predovšetkým na rozsiahle aplikácie, ako je priemysel, vláda a veda.
1. Prieskum vesmíru
LiDAR je od svojho vynálezu určený na 3D mapovanie. Počas expedície Apollo 15 v roku 1971 astronauti použili senzory LiDAR na zmapovanie povrchu Mesiaca.
Rovnaká technológia sa používa aj v súčasnosti. Vrtuľník Ingenuity vyslaný NASA na Mars sa spolieha na skenery LiDAR pre poloautonómnu prevádzku, najmä počas vzletu a pristátia. Keďže cesta informácií zo Zeme na Mars a odoslanie príkazov späť na Červenú planétu trvá sedem minút, Ingenuity sa musí spustiť a zakotviť sám.
2. Hlbokomorské štúdie
LiDAR má aj viac pozemných aplikácií. Napríklad vedecké lode používajú vo svojich trupoch skenery LiDAR na vytváranie 3D verzií morského dna.
To umožňuje lepšie pochopenie dna oceánu a možno ho použiť na mapovanie podmorských horských reťazcov a iných prvkov morského dna. Ponorné dopravné prostriedky (s posádkou alebo bez nich) môžu použiť LiDAR na ešte podrobnejšie skenovanie svojho okolia.
3. Ekológia
Pokiaľ ide o vedecké využitie, senzory LiDAR je možné použiť aj na meranie životného prostredia. Jedným z prvých použití v 60. rokoch minulého storočia bolo meranie prírodných a znečistených oblakov v mestských priestoroch.
Okrem toho sú LiDAR zabudované v lietadlách alebo satelitoch tiež nasadené na mapovanie vrchlíkov, čo umožňuje dohľad nad odlesňovaním. Zalesňovanie možno merať aj porovnaním rastu stromov v určitej oblasti počas daného časového rámca.
4. Topografia a geológia
Predtým, ako sa senzory LiDAR stali široko dostupnými pre priemyselné použitie, boli vytvorené výškové mapy kombináciou bežných fotografií a radarových údajov. Nad oblasťou, ktorá sa má zmapovať, by preletelo lietadlo s kamerou, ktorá by snímala vzdušné snímky a radar by vysielal rádiové signály.
To si vyžadovalo dvojstupňový prístup: radarové záznamy museli byť synchronizované s časovými pečiatkami fotografií po pristátí lietadla, čím bola úloha časovo náročná. Pomocou skenerov LiDAR sa 3D mapovanie vykonáva – slovná hračka – za behu a fotografie sa používajú ako ďalšia vrstva detailov.
Pretože rôzne pôdy absorbujú laser rôznymi spôsobmi, tento prístup možno použiť aj na štúdium zloženia pôdy. Pre geológov to znamená, že ďalší krok výskumu sa stáva oveľa rýchlejším, pretože senzory LiDAR čiastočne vykonávajú štúdiu na mieste.
5. Doprava a premávka
Navrhovanie a prevádzka dopravných systémov je jednoduchšia aj s použitím LiDAR senzorov. Je zaujímavé, že LiDAR má mnoho aplikácií v doprave, ako je meranie presného počtu vozidiel, ktoré používajú danú cestu, takže je možné pre túto cestu vyvinúť lepšie plánovanie.
Dohľad nad dopravou má využitie aj pre skenery LiDAR. Pevné sa používajú na monitorovanie stavu vozovky v reálnom čase, zatiaľ čo pohyblivé môžu byť inštalované ako vysokovýkonné lapače rýchlosti. Tieto fungujú lepšie ako pasce založené na radaroch, pretože pri skenovaní dokážu odhaliť poznávaciu značku vozidla, ktoré sa previnilo.
Spotrebiteľské použitie LiDAR
Odkedy spoločnosť Apple zahrnula LiDAR do svojej línie iPad Pro 2020, mnoho elektroniky začalo integrovať LiDAR. Zatiaľ čo žiadna iná značka zatiaľ nepoužíva LiDAR vo svojich telefónoch alebo tabletoch, výrobcovia Androidu to uprednostňujú Senzory času letu (ToF).—veľa elektroniky, ktorú denne používame, má LiDAR.
1. Robotické vysávače
Zatiaľ čo robotické vysávače základnej úrovne sa pri vykonávaní svojej práce spoliehajú iba na senzory priblíženia a zapamätanie vzdialeností, najlepšie robotické vysávače majú veľa iných technológií. Senzory LiDAR sú jedným z nich.
Pre tento typ zariadenia umožňuje LiDAR presné mapovanie prostredia. S týmito informáciami sa nebude snažiť vysať stratený LEGO kúsok zo zeme a môže si lepšie uvedomiť malé medzery medzi nábytkom pre lepšie čistenie.
2. Samoriadiace autá
Senzory priblíženia na vozidlách nie sú žiadnou novinkou: už desaťročia nám pomáhajú vyhnúť sa menším parkovacím situáciám. Samoriadiace autá však potrebujú pokročilé technológie, aby sa vyhli vážnym nehodám.
Z tohto dôvodu je LiDAR kľúčovou súčasťou bezpečnostných systémov vo väčšine autonómnych vozidiel. Umožňuje v reálnom čase podrobné a dlhodobé informácie o okolí auta, vrátane budov, iných vozidiel a, čo je dôležitejšie, ľudí.
Jednou z výrazných výnimiek je Tesla, ktorá na svojich prototypoch využíva senzory LiDAR na doladenie svojho systému autonómneho riadenia. Vozidlá, ktoré predávajú, majú len kamery, aby zabránili kolízii. však Autopilot od Tesly nie je známy svojou príkladnou bezpečnosťou.
3. Architektúra a interiérový dizajn
Je ich veľa Aplikácie s podporou LiDAR pre iPhone a iPad, vrátane niektorých pre architektúru a dekoráciu. Profesionáli však môžu na túto úlohu vyžadovať pokročilejšie nástroje.
Špeciálne senzory LiDAR umožňujú architektom a interiérovým dizajnérom vytvárať presné 3D mapy vnútorných a vonkajších priestorov. Pomocou nich šetria čas pri meraniach a môžu lepšie vyvíjať riešenia pre svojich zákazníkov.
Skenery LiDAR pre architektúru sa tiež integrujú so softvérom na 3D modelovanie, ktorý používajú profesionáli na vytváranie budov a nábytku. Tým, že budú mať všetky údaje pohromade, môžu zabezpečiť, že projekt bude v reálnom živote vyzerať čo najviac podobný digitálnym modelom.
LiDAR má oveľa viac ako len Apple
Apple si zaslúži uznanie za to, že svojim používateľom priniesol takú užitočnú technológiu ako LiDAR. História LiDAR sa však nezačala v Cupertine; ani tam to neskončí.
Väčšina z nás sa denne spolieha na senzory LiDAR – pri dochádzaní, upratovaní domácností, dokonca aj v budove, v ktorej bývame – a možno o tom ani nevie. No, teraz už áno.
