8 andre bruksområder for LiDAR-sensorer enn iPhones og iPads

De fleste har en viss forståelse av hvordan radarskannere fungerer. Disse sensorene, som er brukt i navigasjon i flere tiår, sender radiosignaler i alle retninger og måler hvor lang tid det tar å bli reflektert, og tillater dermed gjenkjenning av objekter i nærheten.

LiDAR står for "Light Detection And Ranging" og ligner på radar, men bruker lasere i stedet. Denne typen sensorer ble mer kjent blant kunder da Apple begynte å inkludere den i enhetene deres.

LiDAR Evolution: Fra Labs til Apple-enheter

LiDAR-sensorer ble allerede brukt lenge før Apples produkter inneholdt dem. Teknikken ble opprettet på 1960-tallet og var en av de første bruksområdene for laserstråler.

LiDAR og radar fungerer på samme måte, men sistnevnte er noe grunnleggende og bedre for posisjonering, mens førstnevnte gir mulighet for detaljert 3D-avbildning. Siden lasere opprettholder høy oppløsning på lengre avstander enn radar, kan de også brukes sammen med radiosignalskannere for mer dybdeinformasjon.

Til slutt blir LiDAR-sensorer av industrikvalitet – som de som brukes i astronomi – like store som en bil, men de som er beregnet på kortere rekkevidde, kan være mye mindre. På grunn av det varierer de mulige bruksområdene mye.

Storskala LiDAR-bruk

LiDAR ble først og fremst brukt til store applikasjoner som industri, myndigheter og vitenskap i flere tiår.

1. Utforsking av verdensrommet

Siden oppfinnelsen har LiDAR vært ment for 3D-kartlegging. Under Apollo 15-ekspedisjonen i 1971 brukte astronauter LiDAR-sensorer for å kartlegge Månens overflate.

Den samme teknologien er fortsatt i bruk i dag. Ingenuity-helikopteret sendt av NASA til Mars er avhengig av LiDAR-skannere for semi-autonom drift, spesielt under start og landing. Siden det tar syv minutter for informasjon å reise fra Jorden til Mars og kommandoer å bli sendt tilbake til den røde planeten, må oppfinnsomheten starte og legge til kai på egen hånd.

2. Dyphavsstudier

LiDAR har også flere terrestriske applikasjoner. For eksempel bruker vitenskapelige skip LiDAR-skannere i skroget for å lage 3D-versjoner av havbunnen.

Dette muliggjør en bedre forståelse av havbunnen og kan brukes til å kartlegge undersjøiske fjellkjeder og andre havbunnsegenskaper. Subakvatiske kjøretøy (bemannet eller ikke) kan bruke LiDAR for enda mer detaljert skanning av omgivelsene.

3. Økologi

Mens det er tema for vitenskapelig bruk, kan LiDAR-sensorer også brukes til miljømålinger. En av de første bruksområdene, tilbake på 1960-tallet, var å måle naturlige skyer og forurensningsskyer i urbane rom.

I tillegg er LiDAR-er innebygd i fly eller satellitter også utplassert for å kartlegge baldakiner, noe som gir mulighet for avskogingstilsyn. Reskoging kan også måles ved å sammenligne veksten av trær i et bestemt område i løpet av en gitt tidsramme.

4. Topografi og geologi

Før LiDAR-sensorer ble allment tilgjengelig for industriell bruk, ble høydekart laget ved å kombinere vanlige bilder og radardata. Et fly ville fly over området som skulle kartlegges, med et kamera som tok luftbårne bilder og en radar som sendte ut radiosignaler.

Det krevde en to-trinns tilnærming: radarloggene måtte synkroniseres med fototidsstemplene etter at flyet landet, noe som gjorde oppgaven tidkrevende. Ved å bruke LiDAR-skannere gjøres 3D-kartleggingen – ordspill ment – ​​på farten, og bilder brukes som et ekstra detaljlag.

Siden forskjellige jordarter absorberer laseren på forskjellige måter, kan denne tilnærmingen også brukes til å studere grunnsammensetningen. For geologer betyr dette at enda et forskningstrinn blir mye raskere siden LiDAR-sensorene delvis utfører studien på stedet.

5. Transport og trafikk

Utforming og drift av trafikksystemer blir enklere med bruk av LiDAR-sensorer også. Interessant nok har LiDAR mange bruksområder innen transport, som å måle et nøyaktig antall kjøretøy som bruker en gitt vei, slik at bedre planlegging kan utvikles for den veien.

Trafikkovervåking har også bruksområder for LiDAR-skannere. Faste brukes til sanntidsovervåking av veitilstand, mens bevegelige kan installeres som høyytelses fartskontroller. Disse fungerer bedre enn radarbaserte feller, da de kan oppdage det fornærmende kjøretøyets bilskilt ved skanning.

Forbruker LiDAR-bruker

Siden Apple inkluderte LiDAR i deres 2020 iPad Pro-linje, begynte mange elektronikk å integrere LiDAR. Selv om ingen andre merker bruker LiDAR i sine telefoner eller nettbrett så langt—Android-produsenter har en tendens til å foretrekke Time-of-Flight (ToF) sensorer— Mye elektronikk vi bruker daglig har LiDAR.

1. Robotstøvsugere

Mens robotstøvsugere på startnivå utelukkende er avhengige av nærhetssensorer og å huske avstander for å gjøre jobben sin, beste robotstøvsugere har mye annen teknologi. LiDAR-sensorer er en av disse.

For denne typen enheter tillater LiDAR presis miljøkartlegging. Med den informasjonen vil den ikke prøve å suge den tapte LEGO-biten fra bakken og kan være bedre oppmerksom på små hull mellom møbler for bedre rengjøring.

2. Selvkjørende biler

Nærhetssensorer på kjøretøy er ikke noe nytt: de har hjulpet oss med å unngå mindre parkeringssituasjoner i flere tiår. Selvkjørende biler trenger imidlertid avansert teknologi for å unngå alvorlige ulykker.

På grunn av det er LiDAR en avgjørende del av sikkerhetssystemer i de fleste autonome kjøretøy. Det gir mulighet for sanntids detaljert og lang rekkevidde informasjon om bilens omgivelser, inkludert bygninger, andre kjøretøy og, enda viktigere, mennesker.

Et bemerkelsesverdig unntak er Tesla, som bruker LiDAR-sensorer på prototypene sine for å finjustere det selvkjørende systemet. Kjøretøyene de selger har kun kameraer for å hindre en kollisjon. Derimot, Teslas autopilot er ikke kjent for sin eksemplariske sikkerhet.

3. Arkitektur og interiørdesign

Det er mange LiDAR-aktiverte apper for iPhone og iPad, inkludert noen for arkitektur og dekorasjon. Men fagfolk kan kreve mer avanserte verktøy for oppgaven.

Dedikerte LiDAR-sensorer lar arkitekter og interiørdesignere lage presise 3D-kart over innendørs og utendørs rom. Ved å bruke disse sparer de tid i målinger og kan bedre utvikle løsninger for kundene sine.

LiDAR-skannere for arkitektur integreres også med 3D-modelleringsprogramvare som brukes av fagfolk til å lage bygninger og møbler. Ved å ha alle dataene samlet, kan de sikre at et prosjekt vil se så likt ut som de digitale modellene i det virkelige liv.

Det er mye mer ved LiDAR enn bare Apple

Apple fortjener litt ære for å bringe teknologi like nyttig som LiDAR til brukerne. Men LiDARs historie startet ikke på Cupertino; det vil heller ikke ende der.

De fleste av oss er avhengige av LiDAR-sensorer daglig – for pendling, hjemmerengjøring, selv for bygningen vi bor i – og vet det kanskje ikke engang. Vel, nå gjør du det.