ЛИДАР или 3Д ласерско скенирање развијено је раних 1960-их за откривање подморница из авиона, а рани модели успешно су коришћени почетком 1970-их. Данас је истраживање околине тешко замислити без употребе техника даљинског очитавања попут Детекције и домета светлости (ЛИДАР) и Откривање и домет радио таласа (РАДАР) . Висока просторна и прогресивна резолуција мерења, могућност посматрања атмосфере у амбијенталним условима и потенцијал покривања висинског опсега од тла до више од 100 км надморске висине чине атрактивност ЛИДАР инструмената.

Разноврсни процеси интеракције емитованог зрачења са атмосферским елементима могу се користити у ЛИДАР-у како би се омогућило одређивање основних променљивих стања околине, тј. Температуре, притиска, влажности и ветра, као и географског снимања, надморска висина корита, проучавање рудника, густина шума и брежуљака, проучавање подморја (Батиметрија).

Како ЛИДАР ради?

Принцип рада система за детекцију и домет светлости је заиста једноставан. ЛИДАР сензор постављен на авион или хеликоптер. Он генерише ласерски импулсни воз који се шаље на површину / циљ како би измерио време и потребно је да би се вратио на извор. Стварни прорачун за мерење колико је повратни светлосни фотон прешао до и од објекта израчунава се помоћу

Удаљеност = (Брзина светлости к Време лета) / 2

Тада се израчунавају тачне удаљености до тачака на земљи и могу се одредити коте заједно са приземним површинама зграда, путева и вегетације. Ова узвишења се комбинују са дигиталном аерофотографијом да би се добио дигитални модел узвишења земље.

Систем за детекцију и домет светлости

Ласерски инструмент испаљује брзе импулсе ласерског светла на површини, неки и до 150 000 импулса у секунди. Сензор на инструменту мери време потребно за повратак сваког пулса. Светлост се креће константном и познатом брзином, тако да инструмент ЛИДАР може с великом тачношћу израчунати растојање између себе и циља. Понављањем овог у брзом напредовању инструмент израђује сложену „мапу“ површине коју мери.

Са Откривање и домет светлости у ваздуху , други подаци морају бити прикупљени како би се осигурала тачност. Како се сензор креће по висини, локација и оријентација инструмента морају бити укључени да би се одредио положај ласерског импулса у време слања и време повратка. Ове додатне информације су кључне за интегритет података. Са земаљска детекција и домет светлости на свакој локацији на којој је инструмент постављен може се додати једна ГПС локација.

Врсте система ЛИДАР

На основу платформе

Земаљски ЛИДАР
У ваздуху ЛИДАР
ЛИДАР у свемиру

ЛиДАР системи засновани на платформи

Надатак о физичком процесу

Даљиномер ЛИДАР
ДИАЛ ЛИДАР
ЛИДАР Доплер

Надајући се процесу распршивања

Боже
Раилеигх
Раман
Флуоресценција

Главне компоненте ЛИДАР система

Већина система за детекцију светлости и домет користе четири главне компоненте

Компоненте система за детекцију светлости и домет

“различите врсте техника испитивања ”

Ласери

Ласери су категорисани према таласној дужини. Системи за детекцију и домет светлости у ваздуху користе Нд: ИАГ ласере са 1064нм диодом пумпаном диодом, док Батиметријски системи користе Нд: ИАГ ласере са двоструком пумпом са диодом 532нм који продиру у воду са мање слабљења од ваздушног система (1064нм). Боља резолуција може се постићи краћим импулсима под условом да детектор пријемника и електроника имају довољну ширину опсега за управљање повећаним протоком података.

Скенери и оптика

На брзину којом се слике могу развијати утиче брзина којом се оне могу скенирати у систем. Доступне су разне методе скенирања за различите резолуције као што су азимут и елевација, двоосни скенер, двострука осцилирајућа равни огледала и полигонална огледала. Тип оптике одређује опсег и резолуцију коју систем може детектовати.

Фотодетектор и електроника пријемника

Фотодетектор је уређај који чита и снима повратно расејани сигнал у систем. Постоје две главне врсте фотодетекторских технологија, чврсти детектори, као што су силицијумске лавинске фотодиоде и фотомултипликатори.

Системи за навигацију и позиционирање / ГПС

Када је сензор за откривање и домет светлости постављен на авионски сателит или аутомобиле, неопходно је одредити апсолутни положај и оријентацију сензора да би се одржали корисни подаци. Системи глобалног позиционирања (ГПС) пружају тачне географске информације у вези са положајем сензора и јединица за инерцијално мерење (ИМУ) бележи тачну оријентацију сензора на тој локацији. Ова два уређаја пружају методу за превођење података сензора у статичке тачке за употребу у разним системима.

Системи за навигацију и позиционирање / ГПС

ЛИДАР обрада података

Механизам за откривање и домет светлости само прикупља податке о надморској висини и заједно са подацима Инерцијалне мерне јединице смешта се у ваздухоплов и ГПС јединицу. Уз помоћ ових система сензор за детекцију светлости и домет прикупља тачке података, локација података се снима заједно са ГПС сензором. Подаци су потребни за обраду времена повратка за сваки импулс расути назад на сензор и израчунавање променљиве удаљености од сензора или промена на површинама копна. Након анкете, подаци се преузимају и обрађују помоћу посебно дизајнираног рачунарског софтвера (ЛИДАР поинт Цлоуд Дата Процессинг Софтваре). Коначни излаз је тачан, географски регистрована географска дужина (Кс), географска ширина (И) и надморска висина (З) за сваку тачку података. Подаци мапирања ЛИДАР састоје се од висинских мерења површине и добијају се ваздушним топографским снимањима. Формат датотеке који се користи за хватање и чување ЛИДАР података је једноставна текстуална датотека. Коришћењем висинских тачака подаци се могу користити за израду детаљних топографских карата. Са овим тачкама података чак и омогућавају генерисање дигиталног модела елевације површине тла.

Примене ЛИДАР система

Океанографија

ЛИДАР се користи за прорачун флуоресценције фитопланктона и биомасе на површини океана. Такође се користи за мерење дубине океана (батиметрија).

ЛиДАР у океанографији

ДЕМ (дигитални модел висине)

Има координате к, и, з. Вредности надморске висине могу се користити свуда, на путевима, у зградама, на мосту и другим. Олакшало је хватање висине, дужине и ширине површине.

Атмосферска физика

ЛИДАР се користи за мерење густине облака и концентрације кисеоника, Цо2, азота, сумпора и других честица гаса у средњој и горњој атмосфери.

Војни

ЛИДАР су војни људи увек користили за разумевање границе око земље. Ствара мапу високе резолуције за војне сврхе.

Метеорологија

ЛИДАР се користи за проучавање облака и његовог понашања. ЛИДАР користи своју таласну дужину за ударање малих честица у облаку да би разумео густину облака.

Ривер Сурвеи

Греенлигхт (532 нм) Ласар из ЛИДАР-а користи се за мерење подводних података потребних за разумевање дубине, ширине реке, јачине протока и још много тога. За речни инжењеринг, подаци о његовом пресеку извучени су из података о откривању и домету светлости (ДЕМ) да би се креирао модел реке, који ће створити мапу поплавног руба.

Истраживање реке применом ЛИДАР-а

Микро-топографија

Детекција и домет светлости је врло прецизна и јасна технологија која користи ласерски импулс да би ударила у предмет. Редовна фотограметрија или друга технологија снимања не могу дати површинску вредност елевације крошње шуме. Али ЛИДАР може продрети кроз објекат и открити површинску вредност.

Да ли сте добили основне информације о ЛИДАР-у и његовим применама? Признајемо да горе дате информације појашњавају основе концепта механизма за откривање светлости и опсега домета са сродним сликама и разним апликацијама у реалном времену. Даље, било какве сумње у вези са овим концептом или у вези са применом било којих електронских пројеката, дајте своје предлоге и коментаре на овај чланак који можете написати у одељку за коментаре испод. Ево питања за вас, Које су различите врсте откривања и домета светлости?