LiDARil on peale nutitelefonide skannimisrakenduste palju muid kasutusviise.
Enamikul inimestel on radarskannerite tööpõhimõtetest teatav arusaam. Aastakümneid navigatsioonis kasutatud andurid saadavad raadiosignaale igas suunas ja mõõdavad, kui kaua kulub peegeldumiseks, võimaldades seeläbi tuvastada lähedalasuvaid objekte.
LiDAR tähistab "valguse tuvastamist ja ulatust" ja on sarnane radariga, kuid kasutab selle asemel lasereid. Seda tüüpi andur sai klientide seas laiemalt tuntuks, kui Apple hakkas seda oma seadmetesse lisama.
LiDAR Evolution: laboritest Apple'i seadmeteni
LiDAR-andureid kasutati juba ammu enne seda, kui Apple'i tooted neid sisaldasid. Tehnika loodi 1960. aastatel ja oli üks esimesi laserkiirte kasutusalasid.
LiDAR ja radar töötavad sarnaselt, kuid viimane on mõnevõrra elementaarne ja positsioneerimiseks parem, samas kui esimene võimaldab üksikasjalikku 3D-pildistamist. Kuna laserid säilitavad kõrglahutuse pikematel vahemikel kui radar, saab neid põhjalikuma teabe saamiseks kasutada koos raadiosignaali skanneritega.
Lõpuks on tööstusliku kvaliteediga LiDAR-andurid, nagu astronoomias kasutatavad, sama suured kui autod, kuid lühema vahemiku jaoks mõeldud andurid võivad olla palju väiksemad. Seetõttu on kasutusvõimalused väga erinevad.
Laiaulatuslikud LiDAR-i kasutused
LiDAR-i kasutati aastakümneid peamiselt suuremahuliste rakenduste jaoks, nagu tööstus, valitsus ja teadus.
1. Kosmoseuuringud
Alates selle leiutamisest on LiDAR mõeldud 3D-kaardistamiseks. Apollo 15 ekspeditsiooni ajal 1971. aastal kasutasid astronaudid Kuu pinna kaardistamiseks LiDAR-i andureid.
Sama tehnika on kasutusel ka tänapäeval. NASA poolt Marsile saadetud Ingenuity helikopter tugineb poolautonoomseks tööks LiDAR skanneritele, eriti õhkutõusu ja maandumise ajal. Kuna teabe liikumine Maalt Marsile ja käskude tagasisaatmine Punasele planeedile võtab aega seitse minutit, peab Genuity ise startima ja dokkima.
2. Süvamere uuringud
LiDAR-il on ka rohkem maapealseid rakendusi. Näiteks kasutavad teaduslaevad oma keredes LiDAR-skannereid, et luua merepõhjast 3D-versioone.
See võimaldab paremini mõista ookeanipõhja ja seda saab kasutada veealuste mäeahelike ja muude merepõhja tunnuste kaardistamiseks. Veealused sõidukid (mehitatud või mitte) saavad kasutada LiDAR-i oma ümbruse veelgi üksikasjalikumaks skaneerimiseks.
3. Ökoloogia
Teadusliku kasutamise teemal saab LiDAR-andureid kasutada ka keskkonna mõõtmiseks. Üks esimesi kasutusviise 1960. aastatel oli loodus- ja reostuspilvede mõõtmine linnaruumides.
Lisaks sellele kasutatakse varikatuste kaardistamiseks ka lennukitesse või satelliitidesse manustatud LiDAR-e, mis võimaldavad metsade hävitamise järelevalvet. Metsa uuendamist saab mõõta ka siis, kui võrrelda puude kasvu konkreetses piirkonnas teatud aja jooksul.
4. Topograafia ja geoloogia
Enne kui LiDAR-i andurid tööstuslikuks kasutamiseks laialdaselt kättesaadavaks said, loodi tavaliste fotode ja radariandmete kombineerimise teel kõrguskaardid. Kaardistatava ala kohal lendaks lennuk, mille kaamera teeb õhust pilte ja radar saadab raadiosignaale.
See nõudis kaheastmelist lähenemist: radarilogid tuli pärast lennuki maandumist sünkroonida fotode ajatemplitega, muutes ülesande ajakulukaks. LiDAR-skannerite abil tehakse 3D-kaardistamine – sõnamäng – käigu pealt ja fotosid kasutatakse täiendava detailikihina.
Kuna erinevad pinnased neelavad laserit erineval viisil, saab seda lähenemisviisi kasutada ka maapinna koostise uurimiseks. Geoloogide jaoks tähendab see, et järjekordne uurimisetapp muutub palju kiiremaks, kuna LiDAR-i andurid teostavad osaliselt kohapealset uuringut.
5. Transport ja liiklus
LiDAR-andurite kasutamisega muutub lihtsamaks ka liiklussüsteemide kavandamine ja kasutamine. Huvitav on see, et LiDAR-il on transpordis palju rakendusi, näiteks konkreetset rada kasutavate sõidukite täpse arvu mõõtmine, et saaksite selle tee jaoks paremini planeerida.
Liiklusjärelevalvel on kasutusvõimalusi ka LiDAR-skannerite jaoks. Fikseeritud kasutatakse reaalajas teeseisundi jälgimiseks, teisaldatavaid saab paigaldada suure jõudlusega kiirusemõõtjatena. Need töötavad paremini kui radaripõhised püünised, kuna suudavad skaneerimisel tuvastada rikkuva sõiduki numbrimärgi.
LiDAR-i tarbijad
Kuna Apple kaasas LiDARi oma 2020. aasta iPad Pro sarja, hakkasid paljud elektroonikaseadmed LiDARi integreerima. Kuigi ükski teine kaubamärk ei kasuta LiDAR-i oma telefonides ega tahvelarvutites seni, eelistavad Androidi tootjad Lennuaja (ToF) andurid— paljudel elektroonikaseadmetel, mida me igapäevaselt kasutame, on LiDAR.
1. Robottolmuimejad
Kui algtaseme robottolmuimejad toetuvad oma töö tegemiseks ainult lähedusanduritele ja kauguste meeldejätmisele, siis parimad robottolmuimejad on palju muud tehnikat. LiDAR-andurid on üks neist.
Seda tüüpi seadmete puhul võimaldab LiDAR täpset keskkonna kaardistamist. Selle teabe abil ei püüa see kaotatud LEGO tükki maapinnast välja imeda ja suudab paremini puhastada mööbli vahel asuvatest väikestest tühikutest.
2. Isejuhtivad autod
Sõidukite lähedusandurid pole midagi uut: need on aastakümneid aidanud meil vältida väiksemaid parkimisolukordi. Isejuhtivad autod vajavad aga tõsiste õnnetuste vältimiseks kõrgtehnoloogiat.
Seetõttu on LiDAR enamiku autonoomsete sõidukite turvasüsteemide oluline osa. See võimaldab reaalajas saada üksikasjalikku ja pikaajalist teavet auto ümbruse, sealhulgas hoonete, muude sõidukite ja, mis veelgi olulisem, inimeste kohta.
Üks märkimisväärne erand on Tesla, mis kasutab oma prototüüpidel LiDAR-andureid isejuhtiva süsteemi viimistlemiseks. Nende müüdavatel sõidukitel on kokkupõrke vältimiseks ainult kaamerad. Kuid, Tesla autopiloot pole tuntud oma eeskujuliku ohutuse poolest.
3. Arhitektuur ja sisekujundus
Seal on palju LiDAR-i toega rakendused iPhone'ile ja iPadile, sealhulgas mõned arhitektuuri ja dekoratsiooni jaoks. Kuid spetsialistid võivad selle ülesande jaoks vajada täiustatud tööriistu.
Spetsiaalsed LiDAR-andurid võimaldavad arhitektidel ja sisekujundajatel luua sise- ja välisruumide täpseid 3D-kaarte. Neid kasutades säästavad nad mõõtmisaega ja saavad oma klientidele paremini lahendusi välja töötada.
Arhitektuuri jaoks mõeldud LiDAR-skannerid integreeruvad ka 3D-modelleerimistarkvaraga, mida professionaalid kasutavad hoonete ja mööbli loomiseks. Kui kõik andmed on koos, saavad nad tagada, et projekt näeb reaalses elus välja võimalikult sarnane digitaalsete makettidega.
LiDARis on palju enamat kui lihtsalt Apple
Apple väärib tunnustust selle eest, et on toonud oma kasutajate kätte sama kasuliku tehnoloogia kui LiDAR. Kuid LiDARi ajalugu ei alanud Cupertinost; ega see sellega ei lõpe.
Enamik meist toetub LiDAR-i anduritele iga päev – pendelrännakul, kodu koristamisel ja isegi hoones, kus me elame – ja ei pruugi seda isegi teada. Noh, nüüd teete seda.
