LiDAR là gì? Cấu tạo, nguyên lý ứng dụng!

LiDAR là gì? Cấu tạo, nguyên lý ứng dụng!

Phuong Dang - 2021-06-01 14:05:40 | 308 lượt xem

Mục lục

lidar la gi

LiDAR còn được gọi là Phát hiện và đo ánh sáng. Công nghệ LiDAR sử dụng cảm biến ánh sáng để đo khoảng cách giữa cảm biến và đối tượng mục tiêu. LiDAR là một phương pháp viễn thám sử dụng tia laser để đo độ cao như mặt đất, rừng và các tòa nhà. Để hiểu rõ thêm về LiDAR là gì và hoạt động như thế nào, mời các bạn xem tiếp nội dung mà Uniduc chia sẻ sau đây.

I. LiDAR là gì?

LiDAR, viết tắt của Light Detection and Ranging, là một phương pháp viễn thám sử dụng ánh sáng ở dạng tia laser xung để đo phạm vi (khoảng cách thay đổi) tới Trái đất. Các xung ánh sáng này - kết hợp với các dữ liệu khác được hệ thống trên không ghi lại - tạo ra thông tin ba chiều, chính xác về hình dạng của Trái đất và các đặc điểm bề mặt của nó.

Một thiết bị lidar chủ yếu bao gồm một tia laser, một máy quét và một bộ thu GPS chuyên dụng. Máy bay và trực thăng là những nền tảng được sử dụng phổ biến nhất để thu thập dữ liệu lidar trên các khu vực rộng lớn. Hai loại lidar là địa hình và đo độ sâu. Máy đo địa hình thường sử dụng tia laser cận hồng ngoại để lập bản đồ đất liền, trong khi máy đo độ sâu sử dụng ánh sáng xanh xuyên qua nước để đo độ cao đáy biển và đáy sông.

Hệ thống Lidar cho phép các nhà khoa học và các chuyên gia lập bản đồ kiểm tra cả môi trường tự nhiên và nhân tạo với độ chính xác, độ chính xác và tính linh hoạt. Các nhà khoa học của NOAA đang sử dụng lidar để tạo ra bản đồ đường bờ chính xác hơn, tạo mô hình độ cao kỹ thuật số để sử dụng trong hệ thống thông tin địa lý, để hỗ trợ các hoạt động ứng phó khẩn cấp và trong nhiều ứng dụng khác.

II. LiDAR hoạt động như thế nào?

Giải thích kỹ thuật đằng sau cách hoạt động của LiDAR rất đơn giản. Ánh sáng được chiếu vào một mục tiêu và đo thời gian ánh sáng quay trở lại nguồn. Vì ánh sáng di chuyển với tốc độ không đổi và đã biết, nên một thiết bị LiDAR có thể đo được “Thời gian bay” hoặc khoảng cách giữa chính nó và mục tiêu một cách chắc chắn. Khi các phép đo này được lặp lại, thiết bị sau đó có thể truyền thông tin đó đến máy tính sẽ xây dựng bản đồ khu vực thu thập dữ liệu. Những hình ảnh đại diện trực quan của các phép đo được gọi là bản đồ “Đám mây điểm”. Không giống như bản đồ hai chiều tĩnh, hình ảnh hóa Point Cloud tiết lộ các mối quan hệ không gian phức tạp ở định dạng có thể đọc được.

III. Một số ứng dụng thú vị của LiDAR.

lidar la gi

LiDAR là một công nghệ hữu ích cho một số ngành công nghiệp, từ lâm nghiệp đến xe tự hành. Một trong những cách sử dụng phổ biến nhất của LiDAR là theo dõi tốc độ của xe. Các cơ quan thực thi pháp luật sử dụng nó vì lý do đó và để điều tra tai nạn.

Đây là một vài trong số rất nhiều ứng dụng của LiDAR ngày nay:

  • Nông nghiệp - LiDAR có thể giúp các công ty công nghệ nông nghiệp (AgTech) xác định các khu vực có ánh nắng tối ưu để phát triển hiệu quả hơn. Nó cũng có thể được sử dụng để đào tạo các hệ thống máy học để xác định các loại cây trồng cần nước hoặc phân bón.
  • Khảo cổ học - Công nghệ này đã tạo ra một cuộc cách mạng trong thế giới khảo cổ học, giúp các chuyên gia khám phá các cấu trúc ẩn trên toàn cầu. Có hai nhà khảo cổ học từ Đại học Colorado đang làm nhiệm vụ quét toàn bộ hành tinh bằng LiDAR.
  • Thiên văn học - NASA (Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia Hoa Kỳ) đã sử dụng công nghệ LiDAR để khám phá Sao Hỏa. Họ có thể tạo bản đồ địa hình và phát hiện tuyết rơi trong khí quyển.
  • Biến đổi khí hậu - Các nhà khoa học khí hậu sử dụng LiDAR để nghiên cứu và theo dõi những thay đổi trong khí quyển. Các nhà nghiên cứu ở Đức đã phát triển một hệ thống LiDAR trong không khí có thể theo dõi các khí trong khí quyển và thậm chí có thể sử dụng được từ không gian. Các nhà thực vật học đang sử dụng nó để theo dõi các mô hình thay đổi đối với các khu vực có rừng. LiDAR cũng được sử dụng để tính toán sự thay đổi của các sông băng theo thời gian.
  • Quản lý đất đai - Các tổ chức quản lý đất đai có thể giám sát tài nguyên đất đai trong thời gian thực, cho phép lập bản đồ nhanh hơn và hiệu quả hơn so với khảo sát trên không. Họ cũng sử dụng nó trong đánh giá thiên tai, hệ thống cảnh báo sớm, ứng phó khẩn cấp (ví dụ, để chữa cháy rừng) và điều tra dựa trên vị trí.
  • Lập bản đồ đất - Cơ quan Quản lý Khí quyển và Đại dương Quốc gia (NOAA) sử dụng LiDAR để tạo bản đồ đường bờ chính xác và mô hình độ cao kỹ thuật số cho GIS (hệ thống thông tin địa lý). Họ cũng sử dụng nó để hỗ trợ các nhiệm vụ ứng phó khẩn cấp.
  • Thăm dò dầu khí - Vì nó có bước sóng ngắn hơn các công nghệ khác, LiDAR có thể phát hiện các phân tử cực nhỏ trong khí quyển. Công nghệ mới, được gọi là LiDAR hấp thụ vi sai (DIAL), giúp theo dõi cặn dầu và khí.
  • Khí tượng học - Kể từ lần đầu tiên được sử dụng, LiDAR đã giúp các nhà khí tượng học nghiên cứu các đám mây và các dạng của chúng bằng cách sử dụng bước sóng để phát hiện các hạt nhỏ trong đám mây. Có nhiều loại LiDAR khác nhau được sử dụng trong khí tượng.
  • Năng lượng tái tạo - LiDAR có thể được sử dụng để xác định các yêu cầu cơ bản để khai thác năng lượng mặt trời, chẳng hạn như định vị bảng điều khiển tối ưu. Nó cũng được sử dụng để tính toán hướng và tốc độ gió để cho phép người điều hành các trang trại gió xây dựng và đặt các tuabin.
  • Robotics - LiDAR được sử dụng để trang bị cho robot khả năng lập bản đồ và điều hướng. Đối với ô tô tự lái, công nghệ này được sử dụng để đào tạo một hệ thống tự lái nhận biết khoảng cách giữa xe tự hành agv, hay giữa robot và các vật thể khác trong môi trường.
  • Mô hình sóng thần - LiDAR được sử dụng để thông báo cho các hệ thống cảnh báo mọi người khi sóng thần có thể xảy ra trong khu vực của họ. Nó cũng được sử dụng để xác định giá trị độ cao của độ cao bờ biển và dưới nước. Dữ liệu LiDAR có thể được phân lớp vào GIS và các chuyên gia có thể dự đoán khu vực nào sẽ bị ảnh hưởng nhiều nhất bởi sóng thần.

IV. Ưu nhược điểm của LiDAR.

lidar la gi

1. Ưu điểm.

  • Dữ liệu được thu thập nhanh chóng và độ chính xác cao được duy trì. Vì LIDAR là một công nghệ cảm biến trên không, nên việc thu thập dữ liệu diễn ra nhanh hơn nhiều và có xu hướng cực kỳ chính xác. Điều này là do lợi thế về vị trí.
  • Dữ liệu bề mặt có mật độ mẫu cao. Khi so sánh với một số phương pháp khác được sử dụng trong thu thập dữ liệu, LIDAR có ưu thế hơn khi có mật độ mẫu cao hơn. Điều này có thể hoạt động để nâng cao kết quả của một số ứng dụng nhất định.
  • Có khả năng thu thập dữ liệu độ cao ngay cả trong các khu rừng rậm. Công nghệ LIDAR có khả năng thâm nhập cao. Do đó, nó có thể dễ dàng lập bản đồ các vùng có rừng rậm và thu thập dữ liệu độ cao cần thiết.
  • Hoạt động cả ngày và đêm. Công nghệ LIDAR bao gồm một cảm biến chiếu sáng hoạt động. Vì lý do này, nó không thể bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi ánh sáng của ngày và đêm. Điều này làm cho nó hiệu quả.
  • Không có biến dạng hình học. Không giống như các phương pháp thu thập dữ liệu khác, cảm biến LIDAR không chịu bất kỳ biến dạng hình học nào.
  • Yêu cầu sự giám sát tối thiểu của con người. Công nghệ LIDAR ít phụ thuộc vào con người không giống như các hình thức khác như khảo sát. Một số lượng lớn các quy trình đã được tự động hóa và do đó loại bỏ nhu cầu phụ thuộc vào con người. Điều này giúp tiết kiệm thời gian.
  • Không bị ảnh hưởng bởi điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Điều kiện thời tiết khắc nghiệt không cản trở hoạt động của công nghệ LIDAR. Dữ liệu vẫn có thể được thu thập dưới ánh nắng gay gắt và gửi lại để phân tích.
  • Nó là rẻ. Đây là một trong những lợi thế chính của việc sử dụng công nghệ LIDAR. Đây là lựa chọn rẻ hơn nhất là khi có nhiều diện tích đất đai được quan tâm. Điều này là do nó nhanh và cung cấp dữ liệu chính xác.
  • Nó an toàn. LIDAR là phương pháp thu thập dữ liệu an toàn nhất. Bạn có thể thu thập dữ liệu từ một vị trí an toàn và cách xa các đường cao tốc đông đúc.
  • Nó cung cấp dữ liệu bổ sung có thể hữu ích. LIDAR thực sự có thể quan sát biên độ của năng lượng tán xạ ngược. Trong trường hợp này, nó sẽ ghi lại giá trị phản xạ của một điểm dữ liệu. Dữ liệu này có thể được sử dụng cho một số phân loại.

2. Nhược điểm.

  • Nó đắt. LIDAR được yêu cầu khi bạn cần thu thập dữ liệu trên những vùng đất rộng lớn. Nếu đó chỉ là một dự án nhỏ, thì tôi không hiểu tại sao bạn nên phá vỡ ngân hàng để mua công nghệ LIDAR. Mặt khác, có thể đáng để sử dụng hàng nghìn đô la khi bạn biết đó là thứ sẽ hoàn thành công việc một cách hoàn hảo.
  • Không hiệu quả khi có mưa lớn và mây treo thấp. Các xung LIDAR có thể không hoạt động hiệu quả trong các điều kiện thời tiết như mưa lớn hoặc ít mây. Điều này là do có sự khúc xạ ảnh hưởng đến toàn bộ quá trình.
  • Bị ảnh hưởng bởi góc độ và phản xạ mặt trời cao. Công nghệ này không hoạt động hoàn hảo ở những khu vực có góc độ và phản xạ ánh nắng mặt trời cao. Hãy nhớ rằng, các xung laser phụ thuộc vào phản xạ.
  • Không chính xác về độ sâu của nước và sóng gió. Khi sử dụng trên bề mặt nước không đồng nhất, dữ liệu thu thập được thường không đáng tin cậy. Độ sâu của nước có thể ảnh hưởng tiêu cực đến sự phản xạ của các xung.
  • Quá nhiều dữ liệu. Công nghệ LIDAR có xu hướng thu thập quá nhiều bộ dữ liệu yêu cầu phân tích và diễn giải cạnh tranh. Do đó, có thể mất khá nhiều thời gian trước khi tất cả dữ liệu được phân tích. Hãy xem bài viết Danh sách 9 Công cụ và Hướng dẫn xử lý LiDAR của chúng tôi để được trợ giúp.
  • Không có giao thức quốc tế. Tôi ngạc nhiên rằng công nghệ LIDAR không có giao thức quốc tế quy định. Điều này khuyến khích việc thu thập và phân tích dữ liệu lộn xộn.
  • Có thể không thực sự xâm nhập vào thảm thực vật dày. Các xung có thể không thể xâm nhập hiệu quả vào thảm thực vật rất dày. Điều này dẫn đến dữ liệu không chính xác.
  • Chùm tia laze mạnh có thể ảnh hưởng đến mắt người. Có một số trường hợp chùm tia laser của công nghệ LIDAR quá mạnh. Điều này có thể ảnh hưởng lớn đến mắt người.
  • Yêu cầu chuyên gia phân tích dữ liệu lành nghề. Thông thường, LIDAR thu thập các tập dữ liệu khổng lồ và phức tạp. Vì lý do này, cần phải có các kỹ thuật lành nghề để phân tích dữ liệu và điều này có thể làm cho chi phí thậm chí còn đắt hơn.
  • Độ cao hoạt động thấp. Công nghệ này chỉ hoạt động ở độ cao dưới 2000m và không cao hơn thế. Các xung không hiệu quả ở độ cao lớn hơn.

-------------////--------------------------------------------////------------

GIỚI THIỆU ĐẾN BẠN SẢN PHẨM KHẨU TRANG Y TẾ WAKAMONO KHÁNG VI RÚT LÊN ĐẾN 99% BẠN CÓ THỂ MUA SẢN PHẨM Ở DƯỚI ĐÂY:

Đăng kí nhận tin mới



Đánh giá bài viết

0%

0 Tổng người đánh giá
5
0%
4
0%
3
0%
2
0%
1
0%
THÔNG TIN LIÊN HỆ

Công ty Cổ phần Uniduc

Địa Chỉ: 22 Đường Số 54, Phường Thảo Điền, Quận 2

Hotline: 089 6688 629 (Phòng Kinh Doanh / HTKT)

DĐ: 0903 666 014 (Mr Đức)

Email: [email protected]

Website: https://uniduc.com/vi

 
TỔNG QUAN

Công ty Cổ Phần Uniduc chuyên cung cấp các loại robot phục vụ, Agv Robot, hệ thống tự động. Với kinh nghiệm nghiên cứu lâu năm và đội ngũ kỹ sư năng động sáng tạo. Hi vọng Uniduc là điếm đến công nghệ là nơi khách hàng luôn gửi trọn niềm tin. Chúng tôi sẽ luôn luôn phấn đấu cung cấp cho bạn giải pháp, máy móc, dịch vụ tốt nhất.

WEB SITE CÙNG HỆ THỐNG

ĐĂNG KÝ NHẬN TIN

Nhận bản tin thường xuyên để cập nhật giá bán và các chương trình khuyến mãi.


©2018 - 2021 Copyright Uniduc., Jsc. Sitemap