LIDAR テクノロジーとは実際何なのかについてのガイド!

LIDAR テクノロジーとは実際何なのかについてのガイド!

LIDAR、ここ 4 ~ 5 日の間、ニュースでこのテクノロジーについて耳にするようになりました。それは、有名な 2 つの企業、1 つは IT 巨人である Google と、もう 1 つは急成長しているタクシー サービスである Uber がこのテクノロジーをめぐって争っているからです。そうですね、私はこの確執の詳細や、企業を擁護するようなこと、あるいはどの会社がこれを発明したのか、特許を取得したのか、この確執がどのように始まったのかなどの事実については触れません…

でも確かに。このブログでは、LIDAR テクノロジーに関する基本事項と、このテクノロジーの現在の応用例についていくつかの事実を説明します。

LIDAR テクノロジーとは何ですか?

LIDAR は、Light Detection and Ranging の略で、Light Detection and Ranging の略です。パルスレーザーの形の光を使用して地球までの距離 (可変距離) を測定するリモート センシング方法。これらの光パルスは、航空システムによって記録された他のデータと組み合わされて、対象物の形状とその表面特性に関する正確な 3 次元情報を生成します。

LIDAR システムでは、次のことが可能になります。科学者と地図専門家が、自然環境と人工環境の両方を正確、正確、かつ柔軟に調査します。 NOAA の科学者は、LIDAR を使用して、より正確な海岸線地図の作成、地理情報システムで使用するデジタル標高モデルの作成、緊急対応活動の支援、その他多くの用途に使用しています。

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LIDAR の種類

航空 LIDAR:

航空 LIDAR を使用する場合、システムは次のようになります。固定翼機やヘリコプターに搭載されています。赤外線レーザー光は地面に向けて放射され、移動中の航空機搭載 LIDAR センサーに戻ります。航空センサーには 2 種類あります。

  • 地形図 – 地形図 LIDAR は通常、近赤外線レーザーを使用して土地の地図を作成します。
  • 深深測量 – 深深測量 LIDAR は水を透過する緑色の光を使用して、
  • 陸上 LIDAR:

    陸上 LIDAR は、非常に高密度で高精度のポイントを収集するため、正確な測定が可能です。オブジェクトの識別。これらの高密度点群は、施設の管理、高速道路や鉄道の調査の実施、さらには屋外および屋内空間の 3D 都市モデルの作成にも使用できます。地上 LIDAR には主に 2 つのタイプがあります:

  • モバイル – モバイル LIDAR は、移動プラットフォームからの LIDAR 点群のコレクションです。モバイル LIDAR システムには、任意の数の LIDA を含めることができます 移動車両に取り付けられた R センサー。
  • 静的 – 静的 LIDAR は、静的な場所からの LIDAR 点群のコレクションです。静的 LIDAR システムは、ポータブルなレーザーベースの測距およびイメージング システムである三脚または固定装置に取り付けられます。これらのシステムは、建物の内部だけでなく外部でも LIDAR 点群を収集できます。このタイプの LIDAR の一般的な用途は、エンジニアリング、採掘、測量、考古学です。
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    どのように機能するのか?

    LIDAR の原理は電子距離測定器 (EMI) に似ており、送信機からレーザー (パルスまたは連続波) が発射され、反射されたエネルギーが捕捉されます。このレーザーの移動時間を使用して、送信機と反射機の間の距離が決定されます。反射体は、自然物体またはプリズムのような人工反射体である可能性があります。

    測定は次の方程式で簡単に説明できます。

    言い換えると、LIDAR センサーです。レーダー技術と同様に機能しますが、電波を使用する代わりに、1 秒あたり 10,000 回もの速さで進むレーザー光パルスを使用します。光のパルスが放射され、その放射の正確な時間が記録されます。そのパルスの反射が検出され、正確な受信時間が記録されます。光の一定速度を利用して、遅延を「傾斜範囲」の距離に変換できます。また、反射面の XYZ 座標は、センサーの位置と方向を参照として使用して計算できます。

    以下のリストは、高精度で使用可能な結果を​​生成するために連携して動作する LIDAR システムの各部分です。

  • レーザー – レーザーは波長によって分類されます。波長 1550nm のレーザーは、目に焦点を合わせず、はるかに高い出力レベルでも「目に安全」であるため、一般的な代替品です。これらの波長は、より長距離で精度が低い目的で使用されます。 1550nm の波長のもう 1 つの利点は、暗視ゴーグルの下では見えないため、軍事用途に適していることです。
  • LIDAR センサー – 飛行機が飛行するときに地面を左右にスキャンします。センサーは通常、緑色または近赤外線の帯域にあります。
  • 慣性測定ユニット – 飛行機の高度と位置を追跡します。これらの変数は、正確な地形標高値を取得するために重要です。
  • コンピュータ – データ ストレージおよび管理システムに使用されます。 システムによって実行されたスキャンによって提供されたデータが保存されます。
  • スキャナと光学機器 – 画像を現像できる速度は、画像をスキャンしてシステムに取り込む速度に影響されます。
  • 光検出器と受信電子機器 – 光検出器は、システムに返される信号を読み取り、記録するデバイスです。
  • 高精度クロック – レーザー パルスがスキャナーから出てスキャナーに戻る時間を記録します。 .
  • ナビゲーションおよび測位システム - GPS 受信機は、飛行機の高度と位置を追跡するのに役立ちます。これらの変数は、正確な地形の標高値を取得するために重要です。
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    ここまでで、LIDAR テクノロジーがどのようなものであるか理解できたと思います。このテクノロジーを使用する目的は何ですか。 Google の自動運転車事業である Waymo は、自動運転車でこの技術を使用して、道路上の障害物をスキャンして検出できるようにしています。また、高度なソフトウェアの計算により、走行中の車両が進む方向の変化という形で結果が得られます。その後実行します。そして、Uber について言えば、人々へのサービスを向上させるために、LIDAR テクノロジーが無人タクシーに使用されています。

    信号を送信し、反射を受信して​​障害物を検出する方法。時間差で物体の位置を知ることは、テクノロジーの世界ではまったく新しいことではありません。この方法でのレーザー光の使用も新しいものではありません。ここで新しいのは、この技術を自動運転車のメカニズムに使用するために使用および開発したことです。

    次のブログでは、この技術が使用されているいくつかの分野とその目的をリストします。 LIDAR テクノロジーを使用することで実現されます。

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