Внедренная в 1960-х годах технология LiDAR изначально измеряла большие площади местности путем установки сканеров на самолеты. Как и радар (радиообнаружение и дайство), это достижимо путем излучения импульсов к поверхности земли и отскакивания их обратно к датчику. Первоначально называемые «колидарной системой», датчики LiDAR используют ту же концепцию для измерения и создания 3D-моделей сегодня.

Внедрение в коммерческую жизнь для простых обывателей систем GPS в 80-х годах сделало данные, полученные с помощью LiDAR полезными для точных геопространственных измерений. С тех пор исследования и разработки быстро продвинули и усовершенствовали технологию LiDAR, что сделало ее обычной для геодезистов по всему миру с помощью решений для 3D лазерного сканирования, таких как FARO Focus.

Что вообще такое LiDAR?

Lidar - это аббревиатура от Light Detection and Ranging и является методом дистанционного зондирования для создания 3D-моделей реального мира.

В зависимости от датчика LIDAR сканеры могут излучать миллионы лазерных импульсов в секунду. Каждый импульс возвращается к сканеру, рассчитывая расстояние между объектом и датчиком, используя скорость света, называемую временем полета (ToF). Результатом является одна точка в пространстве, и сочетание всех этих точек создает плотную 3D-визуализацию, называемую данными облака точек. LiDAR и Radar излучают импульсы, чтобы определить время, необходимое для удара по поверхности и возвращения к датчику. Однако радар использует радиоволны вместо световых импульсов. Технология LiDAR создает точные измерения с помощью 3D-моделей, в то время как основное использование радара - это военные цели, т.е. на линкорах для обнаружения объектов поблизости.

Что такое технология LiDAR?

Технология Lidar является идеальным способом изучения поверхности Земли. Оценка информации о земле, создание цифрового двойника объекта или детализирование диапазона геопространственной информации. Решения лазерного сканирования используют эту технологию, используя данные LiDAR для создания 3D-моделей и картирования цифровой высоты.

Карты LiDAR дают позиционную точность — как абсолютную, так и относительную, чтобы пользователи данных могли знать, где в мире произошло отображение и как каждая точка связана с объектами с точки зрения расстояния.

Для чего используется LiDAR?

Существует не так много приложений, которые не выиграют от использования технологии LiDAR. От оживленных строительных площадок до глубокого подполья — датчики LiDAR являются идеальными решениями для различных отраслей промышленности. Вот несколько примеров:

АЭК
Технология LiDAR становится все более распространенной в AEC. Отслеживание строительных проектов и производство цифровых двойников для информационного моделирования зданий (BIM). Плюс картирование застроенной среды, такой как здания, дорожные сети или железные дороги.

Картирование местности
Задачи геодезии часто требуют лазерного сканирования для сбора 3D-измерений для создания цифровых моделей местности (DTM) и цифровых моделей высоты (DEM) ландшафтов и больших площадей.

Недвижимость
Создание 2D-планов этажей с использованием данных 3D-облака точек идеально подходит для измерения площади здания или получения информации перед проектами реконструкции.

Окружающая среда
Экологические применения LiDAR в изотолии. Лазерное сканирование является не только самым точным, но и популярным способом картирования риска природных катаклизмов, таких как: наводнений, запасов углерода в лесном хозяйстве и мониторинга эрозии прибрежных районов.

Добыча полезных ископаемых
Создание 3D-моделей шахт обеспечивает большую видимость прогресса, но также может повысить безопасность с помощью различных средств, таких как регулярный обзор и анализ движения в скале.

Автономные транспортные средства
Датчики LiDAR также реализованы в автономных транспортных средствах (AV), создавая подробные 3D-карты прилегающих районов в режиме онлайн. LiDAR является ключом к обеспечению AV-авиавирусов восприятия, необходимого для безопасной и эффективной навигации в различных средах.

Какие типы сканеров LiDAR бывают?

С момента коммерциализации технологии Lidar существовали различные итерации лазерных сканеров.

Наземный Лазерный Сканер
Наиболее распространенное и долгое использование датчика LiDAR для картографирования - в наземных лазерных сканерах (TLS). TLS - это статическое решение, часто на штативе, излучающее сотни тысяч (в некоторых случаях миллионы) световых лучей в секунду для создания плотных данных облаков точек.
TLS предоставляет высокоточные и детализированные данные, которые идеально подходят для таких приложений, как расследование места преступления или визуализация прогресса строительства на строительной площадке.
Мобильный лазерный сканер
Недавняя разработка мобильных лазерных сканеров открыла возможности для картирования ранее труднодостижимых или невозможных мест. Хотя мобильный LiDAR немного менее точен, чем TLS, он значительно более универсален с возможностями для ручного, БПЛА или сканирования на автомобиле. Кроме того, системы с поддежкой SLAM не требуют GPS для создания цифровой карты, что еще больше расширяет ее удобство использования.

Решения, такие как FARO OrbisTM, идеально подходят для таких отраслей, как горнодобывающая промышленность, где скорость, точность и простота захвата являются обязательными.

Технология Lidar в телефонах

Apple была первой компанией, которая представила Lidar для мобильных телефонов и планшетов в 2020 году. Несмотря на то, что разработка iPhone и iPad значительно менее точна, чем мобильные лазерные сканеры, так и TLS, и не имеет большого диапазона, является огромным шагом к тому, чтобы LiDAR был в большем количестве рук.
Работа в тандеме; TLS, мобильные телефоны и телефоны с поддержкой Lidar являются идеальными решениями для последовательного сбора данных Lidar в одной и той же области с течением времени.

Что такое данные облака точек?

Облако точек - это множество (часто миллионы) точек в сканах, запечатленных сканером LiDAR. Эти точки представляют собой точку на поверхности, например, отсканированного здания. Сканер объединяет вертикальные и горизонтальные углы, создаваемые лазерным лучом, для расчета положения координат 3D XYZ для каждой точки для получения набора трехмерных измерений координат.
Обработка данных создает набор данных облака точек, который дает точную подробную картину сканируемой среды. Чем плотнее точки, тем более подробное представление, которое обеспечивает четкость для небольших особенностей и деталей текстуры.

Системы LiDAR для геопространственного обследования

Существует множество отличных вариантов использования Lidar. К ним относятся гражданское строительство и геодезия, от автомагистралей и дорожных работ до осмотра мостов и картографирования крупных розничных объектов. Он обширный, что позволяет геодезионным фирмам быть более экономически эффективными при сохранении высочайшего уровня профессионализма.

Дизайн
3D-сканеры помогают инженерам-строителям получить высокоточные результаты за короткий промежуток времени - необходимы при работе в сжатые сроки.

Оценка
Технология LiDAR идеально подходит для создания цифровой модели, чтобы вы могли выявлять и исправлять нарушения до начала строительных работ, а также отслеживать изменения между сканами, чтобы показать прогресс.

Опрос
Геодезисты предпочитают использовать LiDAR, для помощи в создании подробных 3D-изображений, точные цифровые модели местности (DTM) и цифровые модели высоты (DEM) определенных ландшафтов местности.

Цифровые модели высоты (DEM)
Цифровая модель высоты (DEM) - это трехмерное представление местности и всех объектов в этом пространстве. Регулярно расставленные значения высоты, собранные из лидарных сканов, создают систему координат, которая позволяет отражать и моделировать землю с высоким уровнем точности.

Цифровые модели местности (DTM)
В отличие от DEM, который рассматривает такие объекты, как растительность, здания и другие артефакты, цифровая модель местности (DTM) рассматривает только поверхность земли. DTM будет включать высоты и высоты поверхности, включая хребты или реки, чтобы дать точную картину местности.

Итак, что такое технология LiDAR?

Надеюсь, мы удовлетворили ваше любопытство к обнаружению света и данию. Эта импульсная лазерная технология имеет так много картографических приложений, предоставляя подробную информацию и данные об окружающей среде.
Если вы ищете 3D-сканер для бизнес-приложения, технология LiDAR дает вам возможность собирать необходимые геопространственные данные. Наш ассортимент лазерных сканеров производит данные облака точек для многих различных приложений и отраслей.