Το LiDAR έχει πολλές άλλες χρήσεις πέρα από τις εφαρμογές σάρωσης smartphone.
Οι περισσότεροι άνθρωποι έχουν κάποια κατανόηση για το πώς λειτουργούν οι σαρωτές ραντάρ. Χρησιμοποιούμενοι στην πλοήγηση για δεκαετίες, αυτοί οι αισθητήρες στέλνουν ραδιοφωνικά σήματα προς κάθε κατεύθυνση και μετρούν πόσο χρόνο χρειάζεται για να ανακλασθούν, επιτρέποντας έτσι την ανίχνευση κοντινών αντικειμένων.
Το LiDAR σημαίνει "Light Detection And Ranging" και είναι παρόμοιο με το ραντάρ αλλά χρησιμοποιεί λέιζερ αντ' αυτού. Αυτό το είδος αισθητήρα έγινε ευρύτερα γνωστό στους πελάτες όταν η Apple άρχισε να τον ενσωματώνει στις συσκευές τους.
LiDAR Evolution: Από τα εργαστήρια στις συσκευές Apple
Οι αισθητήρες LiDAR είχαν ήδη χρησιμοποιηθεί πολύ πριν τους εμφανίσουν τα προϊόντα της Apple. Η τεχνολογία δημιουργήθηκε τη δεκαετία του 1960 και ήταν μια από τις πρώτες χρήσεις για ακτίνες λέιζερ.
Το LiDAR και το ραντάρ λειτουργούν παρόμοια, αλλά το δεύτερο είναι κάπως βασικό και καλύτερο για τοποθέτηση, ενώ το πρώτο επιτρέπει λεπτομερή τρισδιάστατη απεικόνιση. Επίσης, δεδομένου ότι τα λέιζερ διατηρούν υψηλή ευκρίνεια σε μεγαλύτερες αποστάσεις από το ραντάρ, μπορούν να χρησιμοποιηθούν μαζί με σαρωτές ραδιοφωνικού σήματος για περισσότερες πληροφορίες σε βάθος.
Τέλος, οι αισθητήρες LiDAR βιομηχανικής ποιότητας —όπως αυτοί που χρησιμοποιούνται στην αστρονομία— γίνονται τόσο μεγάλοι όσο ένα αυτοκίνητο, αλλά αυτοί που προορίζονται για μικρότερες αποστάσεις μπορεί να είναι πολύ μικρότεροι. Εξαιτίας αυτού, οι πιθανές χρήσεις ποικίλλουν ευρέως.
Χρήσεις LiDAR μεγάλης κλίμακας
Το LiDAR χρησιμοποιήθηκε κυρίως για εφαρμογές μεγάλης κλίμακας όπως η βιομηχανία, η κυβέρνηση και η επιστήμη για δεκαετίες.
1. Εξερεύνηση του διαστήματος
Από την εφεύρεσή του, το LiDAR προοριζόταν για τρισδιάστατη χαρτογράφηση. Κατά τη διάρκεια της αποστολής Apollo 15 το 1971, οι αστροναύτες χρησιμοποίησαν αισθητήρες LiDAR για να χαρτογραφήσουν την επιφάνεια της Σελήνης.
Η ίδια τεχνολογία εξακολουθεί να χρησιμοποιείται στις μέρες μας. Το ελικόπτερο Ingenuity που στάλθηκε από τη NASA στον Άρη βασίζεται σε σαρωτές LiDAR για ημιαυτόνομη λειτουργία, ειδικά κατά την απογείωση και την προσγείωση. Δεδομένου ότι χρειάζονται επτά λεπτά για να ταξιδέψουν οι πληροφορίες από τη Γη στον Άρη και οι εντολές να σταλούν πίσω στον Κόκκινο Πλανήτη, το Ingenuity πρέπει να εκτοξευτεί και να προσδεθεί μόνο του.
2. Μελέτες βαθέων υδάτων
Το LiDAR έχει επίσης περισσότερες επίγειες εφαρμογές. Για παράδειγμα, τα επιστημονικά πλοία χρησιμοποιούν σαρωτές LiDAR στο κύτος τους για να δημιουργήσουν τρισδιάστατες εκδόσεις του βυθού.
Αυτό επιτρέπει την καλύτερη κατανόηση του πυθμένα του ωκεανού και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη χαρτογράφηση υποβρύχιων αλυσίδων βουνών και άλλων χαρακτηριστικών του θαλάσσιου πυθμένα. Τα υποβρύχια οχήματα (επανδρωμένα ή μη) μπορούν να χρησιμοποιήσουν το LiDAR για ακόμη πιο λεπτομερή σάρωση του περιβάλλοντός τους.
3. Οικολογία
Όσο αφορά το θέμα της επιστημονικής χρήσης, οι αισθητήρες LiDAR μπορούν να χρησιμοποιηθούν και για περιβαλλοντικές μετρήσεις. Μία από τις πρώτες χρήσεις, πίσω στη δεκαετία του 1960, ήταν η μέτρηση των φυσικών νεφών και της ρύπανσης σε αστικούς χώρους.
Εκτός αυτού, τα LiDAR που είναι ενσωματωμένα σε αεροπλάνα ή δορυφόρους αναπτύσσονται επίσης για τη χαρτογράφηση των θόλων, επιτρέποντας την επίβλεψη της αποψίλωσης των δασών. Η αναδάσωση μπορεί επίσης να μετρηθεί συγκρίνοντας την ανάπτυξη των δέντρων σε μια συγκεκριμένη περιοχή κατά τη διάρκεια ενός δεδομένου χρονικού πλαισίου.
4. Τοπογραφία και Γεωλογία
Πριν οι αισθητήρες LiDAR γίνουν ευρέως διαθέσιμοι για βιομηχανικές χρήσεις, δημιουργήθηκαν υψομετρικοί χάρτες συνδυάζοντας κανονικές φωτογραφίες και δεδομένα ραντάρ. Ένα αεροπλάνο θα πετούσε πάνω από την περιοχή που θα χαρτογραφηθεί, με μια κάμερα να τραβάει αερομεταφερόμενες φωτογραφίες και ένα ραντάρ που εκπέμπει σήματα ραδιοφώνου.
Αυτό απαιτούσε μια προσέγγιση δύο βημάτων: τα αρχεία καταγραφής του ραντάρ έπρεπε να συγχρονιστούν με τις χρονικές σημάνσεις φωτογραφιών μετά την προσγείωση του αεροπλάνου, καθιστώντας την εργασία χρονοβόρα. Χρησιμοποιώντας σαρωτές LiDAR, η τρισδιάστατη χαρτογράφηση πραγματοποιείται - λογοπαίγνιο - εν κινήσει και οι φωτογραφίες χρησιμοποιούνται ως πρόσθετο επίπεδο λεπτομέρειας.
Δεδομένου ότι διαφορετικά εδάφη απορροφούν το λέιζερ με διαφορετικούς τρόπους, αυτή η προσέγγιση μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη της σύνθεσης του εδάφους. Για τους γεωλόγους, αυτό σημαίνει ότι ένα ακόμη βήμα έρευνας γίνεται πολύ πιο γρήγορο αφού οι αισθητήρες LiDAR κάνουν εν μέρει την επιτόπια μελέτη.
5. Μεταφορές και Κυκλοφορία
Η επινόηση και η λειτουργία των συστημάτων κυκλοφορίας γίνονται ευκολότερα και με τη χρήση αισθητήρων LiDAR. Είναι ενδιαφέρον ότι το LiDAR έχει πολλές εφαρμογές στις μεταφορές, όπως η μέτρηση ενός ακριβούς αριθμού οχημάτων που χρησιμοποιούν μια δεδομένη διαδρομή, επομένως μπορεί να αναπτυχθεί καλύτερος σχεδιασμός για αυτόν τον δρόμο.
Η επιτήρηση κυκλοφορίας έχει επίσης χρήσεις για σαρωτές LiDAR. Τα σταθερά χρησιμοποιούνται για παρακολούθηση της κατάστασης του δρόμου σε πραγματικό χρόνο, ενώ τα κινητά μπορούν να εγκατασταθούν ως παγίδες ταχύτητας υψηλής απόδοσης. Αυτές λειτουργούν καλύτερα από τις παγίδες που βασίζονται σε ραντάρ, καθώς μπορούν να ανιχνεύσουν την πινακίδα κυκλοφορίας του παραβατικού οχήματος κατά τη σάρωση.
Χρήσεις LiDAR για καταναλωτές
Δεδομένου ότι η Apple συμπεριέλαβε το LiDAR στη σειρά iPad Pro του 2020, πολλά ηλεκτρονικά άρχισαν να ενσωματώνουν το LiDAR. Ενώ καμία άλλη μάρκα δεν χρησιμοποιεί το LiDAR στα τηλέφωνα ή τα tablet της μέχρι στιγμής, οι κατασκευαστές Android τείνουν να προτιμούν Αισθητήρες Time-of-Flight (ToF).— πολλά ηλεκτρονικά που χρησιμοποιούμε καθημερινά έχουν LiDAR.
1. Ηλεκτρικές σκούπες ρομπότ
Ενώ οι ηλεκτρικές σκούπες ρομπότ αρχικού επιπέδου βασίζονται αποκλειστικά σε αισθητήρες εγγύτητας και στην απομνημόνευση αποστάσεων για να κάνουν τη δουλειά τους, καλύτερες σκούπες ρομπότ έχουν πολλές άλλες τεχνικές. Οι αισθητήρες LiDAR είναι ένας από αυτούς.
Για αυτόν τον τύπο συσκευής, το LiDAR επιτρέπει την ακριβή χαρτογράφηση περιβάλλοντος. Με αυτές τις πληροφορίες, δεν θα προσπαθήσει να ρουφήξει αυτό το χαμένο κομμάτι LEGO από το έδαφος και μπορεί να γνωρίζει καλύτερα τα μικρά κενά μεταξύ των επίπλων για καλύτερο καθάρισμα.
2. Αυτοοδηγούμενα Αυτοκίνητα
Οι αισθητήρες εγγύτητας στα οχήματα δεν είναι κάτι καινούργιο: μας βοηθούν να αποφύγουμε μικρές καταστάσεις στάθμευσης εδώ και δεκαετίες. Ωστόσο, τα αυτόνομα αυτοκίνητα χρειάζονται προηγμένη τεχνολογία για την αποφυγή σοβαρών ατυχημάτων.
Εξαιτίας αυτού, το LiDAR είναι ένα κρίσιμο μέρος των συστημάτων ασφαλείας στα περισσότερα αυτόνομα οχήματα. Επιτρέπει λεπτομερείς και μεγάλης εμβέλειας πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο για το περιβάλλον του αυτοκινήτου, συμπεριλαμβανομένων των κτιρίων, άλλων οχημάτων και, το πιο σημαντικό, των ανθρώπων.
Μια αξιοσημείωτη εξαίρεση είναι η Tesla, η οποία χρησιμοποιεί αισθητήρες LiDAR στα πρωτότυπά της για να βελτιώσει το σύστημα αυτόνομης οδήγησης. Τα οχήματα που πωλούν έχουν μόνο κάμερες για την αποφυγή σύγκρουσης. Ωστόσο, Ο Αυτόματος πιλότος της Tesla δεν είναι γνωστός για την υποδειγματική του ασφάλεια.
3. Αρχιτεκτονική και Εσωτερικό Σχέδιο
Υπάρχουν πολλά Εφαρμογές με δυνατότητα LiDAR για iPhone και iPad, συμπεριλαμβανομένων ορισμένων για αρχιτεκτονική και διακόσμηση. Αλλά οι επαγγελματίες μπορεί να χρειάζονται πιο προηγμένα εργαλεία για την εργασία.
Οι αποκλειστικοί αισθητήρες LiDAR επιτρέπουν στους αρχιτέκτονες και τους σχεδιαστές εσωτερικών χώρων να δημιουργούν ακριβείς τρισδιάστατους χάρτες εσωτερικών και εξωτερικών χώρων. Χρησιμοποιώντας αυτά, εξοικονομούν χρόνο στις μετρήσεις και μπορούν να αναπτύξουν καλύτερα λύσεις για τους πελάτες τους.
Οι σαρωτές LiDAR για αρχιτεκτονική ενσωματώνονται επίσης με λογισμικό τρισδιάστατης μοντελοποίησης που χρησιμοποιείται από επαγγελματίες για τη δημιουργία κτιρίων και επίπλων. Έχοντας όλα τα δεδομένα μαζί, μπορούν να διασφαλίσουν ότι ένα έργο θα μοιάζει, στην πραγματική ζωή, όσο το δυνατόν πιο παρόμοιο με τις ψηφιακές μακέτες.
Υπάρχουν πολλά περισσότερα στο LiDAR από την Apple
Η Apple αξίζει κάποια εύσημα που έφερε την τεχνολογία τόσο χρήσιμη όσο το LiDAR στα χέρια των χρηστών της. Αλλά η ιστορία του LiDAR δεν ξεκίνησε στο Κουπερτίνο. ούτε θα τελειώσει εκεί.
Οι περισσότεροι από εμάς βασιζόμαστε καθημερινά στους αισθητήρες LiDAR—για τις μετακινήσεις, τον καθαρισμό του σπιτιού, ακόμη και για το κτίριο στο οποίο ζούμε—και μπορεί να μην το γνωρίζουμε καν. Λοιπόν, τώρα το κάνεις.
