اگر شما اتومبیل های خودمختار را در عکس ها یا زندگی می بینید، متوجه شدم - برخی از چیز عجیب و غریب بر روی سقف بر روی سقف ثابت شده است.

گاهی اوقات به نظر می رسد مانند Sirena، به عنوان در مورد نمونه های Waymo از Google، که به آنها یک ماشین پلیس جذاب می دهد.

اما، اغلب، این چیز یادآور یک قوطی های ریسندگی نصب شده در Struts است.

این دستگاه بر روی وسایل نقلیه بدون سرنشین LiDAR، تجهیزاتی است که به دستگاه "چشم انداز" می دهد.

کلمه LiDAR (LIDAR) شامل نامه های اولیه چهار کلمه انگلیسی است - شناسایی شناسایی نور و اعم، که به معنی "تشخیص، شناسایی و تعیین محدوده با کمک نور" است.

ماشین لیداار در یک ماشین بدون سرنشین گران ترین چیز است. در هزینه 75000 دلار، LiDAR گران تر از بسیاری از اتومبیل ها است. در همین حال، این دستگاه تنها یکی از بسیاری است که نیاز به تجهیز وسایل نقلیه بدون سرنشین دارند.

با این حال، امسال این وضعیت ممکن است به علت ظهور لیدارهای با وضوح بالا به اصطلاح جامد و هزینه تنها چند صد دلار تغییر کند. در واقع، کلمه حالت جامد بسیار درست نیست. نسل جدید Lidars از موارد قبلی متفاوت است، بی حرکتی آنها (استاتیک).

اما، اختراع آنها به طور جدی لحظه ای از ظاهر جرم وسایل نقلیه بدون سرنشین را در جاده ها به ارمغان می آورد. بنابراین، ارزش درک آنچه که ماشین لیداار است، و به ویژه استاتیک (حالت جامد) است.

کلمه "Lidar" بسیار ماهیت عملکرد آن را انتقال می دهد یک رادار است که بر روی امواج نور کار می کند. یادآوری فیزیک مدرسه، ما می دانیم - موج های رادیویی رادیویی، رادار فاصله را به جسم بر اساس زمان تعیین می کند که رادیو مورد نیاز برای بازتاب از جسم است.

LiDAR با توجه به یک طرح مشابه عمل می کند، اما برای این موج رادیویی و پالس های نور کوتاه از قدرت لحظه ای بالا استفاده می شود. برای اطلاعات دقیق تر، لیزرها از تابش مادون قرمز و نزدیک به ماوراء بنفش استفاده می کنند.

اما، یک ماشین بدون سرنشین نیاز به اطلاعات مربوط به ده ها اشیاء در اطراف دارد. بنابراین، آن را در اطراف محور خود متمرکز، انتشار بسیاری از نور چشمک می زند، و در نتیجه تولید یک تصویر سه بعدی 360 درجه از محیط اطراف از "ابرها". و این می تواند آن را در هر رسانه، شرایط آب و هوایی و هیچ زمان از زمان روز انجام دهد.

در این ویدیو موسیقی، گروه Radiohead نشان می دهد که چگونه تصویر از چنین "امتیاز" تشکیل شده است.

به طوری که اتومبیل های بدون سرنشین می توانند بدون مشارکت یک فرد در فضا حرکت کنند، آنها نیاز به ترکیبی از دوربین های فیلمبرداری، رادارها و لیداران دارند. و LiDAR عملکرد مهم مهمی را انجام می دهد - این ماشین را به نمایش می دهد نه تنها در مورد محلی سازی خود، بلکه همچنین در مورد محل اشیاء اطراف آن.

GPS در این مورد نامناسب است - این مکان را با تشکیل یک دایره با قطر حدود 5 متر تعیین می کند و LiDAR آن را با دقت 10 سانتی متر انجام می دهد.

سطح خودمختاری معیارهای بین المللی است، به منظور توضیح این که چگونه این حمل و نقل مستقل است.

6 سطح خودمختاری وجود دارد

و در اینجا LiDAR با خودمختاری سطح 4 و بالاتر مورد نیاز است.

ماشین لیداار استاتیک چیست؟

تا به امروز، اکثر Lidarov دستگاه های تلفن همراه گران قیمت هستند.

البته، مانند تمام فن آوری ها، Lidars با زمان ارزان تر شده و در اندازه کاهش می یابد. اما، در حالی که آنها از 8000 دلار به 80،000 دلار هزینه می کنند و به سرعت شکست خوردند.

اما Lidars های استاتیک موضوع دیگری هستند. به طور عمده از سیلیکون نگهداری می شود، هیچ بخش متحرک در آنها وجود ندارد و یک لیزر با طول موج متغیر استفاده می شود. چنین دستگاهی نور، کوچک است، انرژی کمی مصرف می کند (در حال اجرا بر روی باتری AA)، سریع و دقیق، در هر شرایط آب و هوایی کار می کند و ارزش هزاران دلار، بلکه صدها دلار است.

تکنولوژی سیلیکون سیلیکون استاتیک شرکت Quanergy شرکت آمریکایی را اختراع کرد. مجموعه کامل اسکنر لیزر خود در حال حاضر 900 دلار است، اما توسعه دهنده وعده داده است که به طور مداوم قیمت ها را کاهش دهد و به 100 دلار برسد.

حالت جامد LiDAR فقط ارزان تر نیست، بسیار سریع، دقت بالا و کار طولانی تر است. LiDAR الکترومکانیکی حداکثر 2000 ساعت را تحمل می کند که کمتر از سال کار خودرو و حالت جامد به 100000 ساعت است.

هنگامی که اتومبیل های بدون سرنشین تبدیل به یک محصول دسته جمعی می شوند

اولین LiDAR در سال 1999 بر روی ماشین جگوار به ارزش 100،000 دلار نصب شد. در آن زمان، لیداار با سنسورها بسیار گران بود که مردم شوخی می کردند "شما به دست آوردن LADAR و به صورت رایگان در بار جگوار آزاد شدند."

امروزه این تابع در اتومبیل ها در حال حاضر 18000 دلار است و با استفاده از سنسورهای حالت جامد، قیمت "نمایش لیزر" به 1000 دلار کاهش خواهد یافت.

فرض بر این است که اولین Lidars حالت جامد Quanergy شروع به نصب وسیله نقلیه الکتریکی هیجان انگیز Fisker با ذخیره سکته مغزی تا 640 کیلومتر بر روی یک شارژ.

انتشار این خودرو هنوز ارزش زیادی دارد - 130،000 دلار، برنامه ریزی شده برای سال 2019.

اما ظهور جرم ماشین های بدون سرنشین با استفاده از تکنولوژی Lidarov حالت جامد در سال های 2020-2023 انتظار می رود. اعتقاد بر این است که تا این زمان حداقل یک مدل حمل و نقل مستقل تقریبا هر خودروساز بزرگ خواهد بود. و اگر چه در ابتدا، به احتمال زیاد، توانایی خودمختاری مدل های گران قیمت و لوکس را تحمل می کند، بسیار زود آن را با اتومبیل های بودجه مجهز خواهد شد.

اگر اشتباه کرده اید، لطفا متن را انتخاب کنید و روی کلیک کنید Ctrl + وارد کنید.

22 مه 2017.

امروزه تکنولوژی تشخیص نور و تعاریف محدوده به دست آوردن محبوبیت - LiDAR (تشخیص شناسایی نور و اعم). کارشناسان ما توسعه صنعت را دنبال می کنند و یک مرور کلی از مقاله را در مورد این تکنولوژی آماده می کنند.

فن آوری ها دوربین ها و رادارهای خود را در حمل و نقل مستقل تکمیل می کنند

حمل و نقل کاملا مستقل از آینده به ترکیبی از فن آوری های مختلف حسی تکیه می کند - سیستم های پیشرفته نمایش، سیستم های تشخیص رادار و نور و تعاریف محدوده (لیزر یاب). از این سه، لیزر یاب در حال حاضر گران ترین بخش معادله است، و تمام جهان تلاش می کند تا این قیمت ها را کاهش دهد.

در حال حاضر بازار دارای مکان های لیزر مکانیکی، صدها دلار ارزشمند است. این ارقام باید کاهش یابد، به طوری که استفاده گسترده از بازیکنان لیزر خود را در صنعت خودرو انعطاف پذیر توجیه می کند.

علاوه بر فاکتور قیمت، ارائه دهندگان لیزر یاب باید عملکرد بالا و قابلیت اطمینان محصولات خود را نشان دهند. برای سیستم های کمک پیشرفته سیستم، راننده و رانندگی خودکار کافی نیست که قابلیت اطمینان 99٪ داشته باشد. در حیاتی (از نظر ایمنی) جنبه های تولید خودرو، تجهیزات باید قابلیت اطمینان "شش نه" را نشان دهند - 99.9999٪.

اهمیت فن آوری های پیشرفته در حمل و نقل جاده ای نمی تواند بیش از حد باشد. معامله پیشنهادی اینتل در مبلغ 15.3 میلیارد دلار برای به دست آوردن Mobileye، تامین کننده سیستم های بینایی کامپیوتر اسرائیل، یک مثال خوب است. تولید کننده تراشه ها و Mobileye در سال گذشته با BMW ادغام شد تا با هم در تکنولوژی حمل و نقل مستقل کار کنند.

لیزر یاب جزء کلیدی این تکنولوژی است و سرمایه گذاران کیف پول خود را به طور گسترده ای برای راه اندازی کار بر روی این تکنولوژی اعلام می کنند. در ماه مارس سال 2017، سرمایه گذاران 10 میلیون دلار در Tetravue سرمایه گذاری کرده اند - راه اندازی کار بر روی یک لیزر یاب در شهر Karlsbad، کالیفرنیا. فهرست سرمایه گذاران شامل Foxconn، Nautilus Proventure Companners، سرمایه سرمایه گذاری رابرت بوش و صندوق کاتالیست سامسونگ است.

نرم افزار راه اندازی برای دستگاه های خودمختار خودمختار، واقع در پالو آلتو، کالیفرنیا، حدود 11 میلیون دلار از فورد موتور و سرمایه اجتماعی دریافت کرد. چهار بنیانگذار اجباری قبلا در آزمایشگاه های Pulalotal کار کرده اند.

فن آوری های قدرت رانندگی

Technavio پیش بینی نرخ رشد سالانه تجمعی برای بازار جهانی برای سنسورهای مکان لیزر خودرو را با بیش از 34٪ تا 2020 پیش بینی می کند (شکل 1). با توجه به انقضای بازار این شرکت، بازار لیزر یاب در سال 2015 به 61.61 میلیون دلار رسید و بیشترین تقاضا در مناطق اروپایی / ثانویه / آفریقایی، و همچنین در آمریکای شمالی و جنوبی بود.

در ماه ژوئن سال 2016، شرکت در دسترسی آزاد گزارش "بازار جهانی لیزر خودرو جهانی 2016-2020" را منتشر کرده است و این گزارش را در سه ماهه سوم سال جاری به روز می کند.

"تکنولوژی مکان لیزر در صنعت خودرو، یک تکامل سریع را تجربه می کند، هر دو در چارچوب پیشرفت فنی و در پویایی بازار"، - تایید سیددارت جیسول، یکی از تحلیلگران برجسته صنعت تحقیقاتی الکترونیک Technavio خودرو.

در میان پیشرفت های کلیدی به نام Technavio:

کاهش هزینه برای افزایش مقیاس. تولید کنندگان لیزر یاب به کاهش هزینه سیستم، استفاده از روش های پردازش موثر، و در برخی موارد، محصولات موقعیت برای هر بخش مشتری به طور جداگانه: "قیمت بلوک 64 پرتو لیزر محل لیزر Velodyne HDL-64E، که در ماشین هواپیمای بدون سرنشین استفاده می شود، هزینه 80،000 دلار،"اعلام می کند جیسول. "Velodyne همچنین 32 پرتو و بلوک های لیزر 16 پرتو را با قیمت 40،000 دلار و 8000 دلار ارائه می دهد که می تواند در پروژه های اقتصادی تر استفاده شود. ما انتظار داریم که تکنولوژی مکان لیزر به "توقف رادار" در صنعت خودرو برود، جایی که قیمت نقش کلیدی در پذیرش بازار داشته است. در نتیجه، قیمت یک عامل کلیدی برای بازیکنان بازار است ".
طراحی فشرده.اولین سنسور محل لیزر ولدین، که در سال 2005 منتشر شد، بسیار بزرگ و سنگین بود (او حدود 5 کیلوگرم وزن داشت)، که قرار بود بر روی سقف خودرو قرار گیرد. در حال حاضر سنسور وزن کمتر از یک کیلوگرم است و نسخه حالت جامد به اندازه کافی جمع شده است تا در داخل دستگاه مناسب باشد.
ترکیبی از سنسورها.تراز روند تکنولوژیکی سنسورهای تصویری با سنسور مکان لیزر یک موضوع محبوب برای تحقیق بیش از ده سال بود. خروجی در حال تبدیل شدن به قابل اعتماد تر شدن است، در نتیجه یک ترکیب، اطلاعات به دست آمده توسط یک حسگر، اطلاعات سنسور اطلاعات را تایید می کند. با این حال، اگر داده های یک سنسور با سایر داده ها همگام نباشد، سیستم غیر قابل اعتماد می شود.
استفاده از لیزر یاب خارج از اتومبیل برای مدیریت دارایی های جاده ای. مطالعات در مورد ارزیابی وضعیت سطح جاده (TRACs) برای جاده های اصلی انگلستان در سال 2000 معرفی شد. آژانس جاده انگلستان به عنوان بخشی از مطالعه TRACS به طور منظم مطالعات منظم از راهپیمایی های جاده ای بزرگراه ها را انجام می دهد. لیزر Locator برای اندازه گیری فاصله تا سنسور استفاده می شود و به طور بالقوه می تواند داده ها را در مورد اشیائی که در فاصله بسیار بیشتری از دستگاه تحقیقاتی بیشتر از مطالعه TRACs هستند، ارائه دهد.

تصویر 1
منبع: Technavio.

"لیزر یاب در موقعیت بسیار سودآور در میان سنسورهای رانندگی مستقل است"، "Jaiswal می گوید. "یک کارت 360 درجه، تفاوت اصلی آن از سایر تکنولوژی های حسی است و قابلیت های آن در مورد تشخیص اشیاء، حتی در شرایط عدم وجود نور کامل، جای خود را در میان تولید کنندگان تجهیزات اصلی یافت. علاوه بر این، کاهش صریح در قیمت گران ترین جزء ماشین بدون سرنشین - بلوک سنسورهای محل لیزر احتمالا منجر به پذیرش Leaser Laser Automotive می شود. به عنوان مثال، در سال 2016، Velodyne لیزر لیزر جدید خود را Ultra Puck VLP-32A معرفی کرد. با توجه به اظهارات، این قابل مقرون به صرفه ترین لیزر یاب قادر به تعیین SAE (جامعه مهندسان خودرو)، برای دستیابی به سطح رانندگی مستقل 1-5، و همچنین بسیار جمع و جور، در مقایسه با نسخه های قبلی محصولات از این صنعت است . با توجه به معماری حالت جامد، سنسور به اندازه کافی کوچک است که بر روی آینه های بیرونی دید عقب نصب شود، در حالی که شعاع سنجش 3D به 200 متر افزایش می یابد (656 فوت). Velodyne قیمت های هدف را بر اساس کمتر از 300 دلار در هر واحد ایجاد کرده است که در مقیاس تولید خودروسازی جرم - کاهش قابل توجهی در قیمت از 7900 دلار در هر بلوک جمع و جور قبلی لیزر Locator ".

علاوه بر این، لیزر یاب را می توان با استفاده از فن آوری های نیمه هادی ثابت کرد، و نسخه حالت جامد دارای قطعات متحرک نیست.

"لیزر Locator در نظر گرفته شده است تکنولوژی کلیدی برای نقشه برداری دقیق 3D،" احساس ماشین "و ناوبری"، - تایید پیر کامبا، مدیر بخش کار با تصاویر توسعه یول. "رقابت در عملکرد و دوام رخ می دهد، برای این، دیودهای مادون قرمز موج کوتاه (SWIR)، Photodiodes Avalanche یا Photodiodes تک فوتون Avalanche استفاده می شود. همچنین قیمت های بزرگ را برای کاهش قیمت ها متصل می کند. این عمدتا به منظور ساخت یک لیزر نیمه هادی لیزر با استفاده از لیزر های کنترل شده، MEMS یا Detectors Dattices "Microerkal.

اما Camuba متوجه شد که رویکردهای مختلفی برای رانندگی مستقل وجود دارد، و لیزر یاب برای هر یک از آنها ضروری نیست. "لیزر یاب یک تجهیزات اساسی برای وسایل نقلیه بدون سرنشین است که من ترجیح می دهم به حمل و نقل رباتیک تماس بگیرم. در آینده سطوح بسیاری از خودمختاری وجود خواهد داشت. لیزر یاب ممکن است برای ترمز اضطراری در شرایط شهری مورد نیاز باشد، احتمالا در ترکیب با رادار و دوربین ها. این رویکرد چند منظوره در حال حاضر به وضوح تعریف شده است. هیچ کس سوال او را مطرح نمی کند. ".

بازار لیزر یاب به دلیل کاهش قیمت ها رشد می کند: از 600 میلیون دلار تا تاریخ 5 سال آینده به 1.2 میلیارد دلار برسد (شکل 2). "امروزه سه نقطه ورود از صنعت خودرو: 3000 دلار، 300 دلار و 30 دلار"، "او گفت. "دوربین ها در حال حاضر در سطح قیمت 30 دلار و یک لیزر لیزر در 3000 دلار است. هدف از تولید کنندگان لیزر Locators در حال حاضر برای کاهش قیمت و رسیدن به 300 دلار، بدون از دست دادن عملکرد قابل توجه است. Locators لیزر احتمالا بر اساس رویکردهای حالت جامد ایجاد شده در بازار برای سه سال آینده ظاهر می شود. ".

این بخش کوچکی از بازار سنسورهای بصری است. Camuba گفت: "توافق در اینجا این است که سود حاصل از رادارهای خودرو و دید خودرو تقریبا یکسان است، اما دیدگاه 50٪ شامل یک سیستم کمک های مدرن راننده (ADAS) و 50٪ از سیستم پارکینگ است." "ما در سال 2016 به میزان قابل توجهی از سنسورهای بینایی خودرو به دست آورده ایم و نرخ رشد سالانه 24 درصد افزایش یافته است. آسیب بالا - 7.3 میلیارد دلار در سال 2021 در زمینه سنسورهای منظومه خودرو وارد شده است. "

شکل 2.
منبع: توسعه یول.

چه کار می کند و نه

امین کاشی، مدیر بخش سیستم های پشتیبانی مدرن برای راننده و رانندگی مستقل در گرافیک مربی، شرکت تابعه زیمنس، گفت که علاقه به قفل های لیزر بیش از ده سال پیش، به دلیل قیمت بالای رادار در آن زمان، هزینه 500 دلار بود به ازای هر قطعه. سپس لیزر مکان های بسیار گران قیمت بود، تا 260،000 دلار در هر واحد.

"سه سال پیش، تعدادی از شرکت ها یا راه اندازی ها شروع به علاقه مند به حوزه یاب لیزر و سرمایه گذاری در ابزارهای خود"، کاشی می گوید. "هر شرکت بزرگ به طور ناگهانی شروع به سرمایه گذاری پول و یا خرید شرکت هایی که در زمینه Locators لیزر کار می کنند".

چنین شرکت هایی شامل قاره و TRW بودند. کاشی قبلا در سیستم های Quanergy کار کرد، که یک لیزر مکانیکی را توسعه داد، و در حال حاضر بر روی یک لیزر با یک شبکه فاز کار می کند. لیزر لیزر لیزر Quanergy در 250 دلار به فروش می رسد.

در همین حال، گرافیک Mentor فراهم می کند تولید کنندگان تجهیزات اصلی و شرکت های بزرگ با سخت افزار و نرم افزار، و همچنین خدمات برای طراحی لیزر یابندگان. "ما همچنین نرم افزار پردازش تصویر را ارائه می دهیم که می تواند بر روی سنسورهای خود اجرا شود. در نهایت، تمام سنسورها باید به نحوی متصل شوند. یک پلت فرم محاسباتی مورد نیاز است یا یک سیستم که تمام این اطلاعات مختلف را جمع آوری می کند و برای سیستم تصمیم گیری قابل فهم است. این چیزی است که ما علاقه ماست ".

"دوربین ها، مکان های لیزر و رادارها یکدیگر را تکمیل می کنند، کمبودهای هر تکنولوژی را حذف می کنند"، "او گفت. "این نقش مهمی را ایفا می کند، زیرا لیزر یاب می تواند در مه، با ابرهای کم، طوفان های شن و باران، باران قوی و بارش برف سنگین کمتر موثر باشد."

"هنوز لازم است که یک حسگر بسیار بالایی از سنسورهای مورد استفاده در حمل و نقل بدون سرنشین داشته باشیم" ، متوجه امین کاشی شد. "شرکت های بسیاری در زمینه تکنولوژی های لیزر، بسیاری از راه اندازی ها وجود دارد و بسیاری از مفاهیم بسیار متقاعد کننده ای دارند. جالب خواهد بود که ببینیم آیا راه خود را به تجاری سازی موفقیت آمیز خواهد بود یا خیر. بعضی از آنها کاملا غیرقابل انکار هستند، اما انتقال از یک مفهوم عالی به سنسور کلاس خودرو، یک کار بسیار دشوار است. و به سرمایه گذاری های بزرگ نیاز دارد ".

مقایسه بین فن آوری های مختلف لیزر مکان همیشه ساده نیست، و رقابت در حال رشد آنها را آسان تر نمی کند.

"اطلاعات فریبنده بسیاری وجود دارد"- می گوید Luai aldada، مدیر اجرایی Quanergy Startup. "افرادی هستند که مکان های لیزر مکانیکی سنتی را ایجاد می کنند: لیزر لیزر مکانیکی بزرگ، لیزر مکانیکی فاسد استفاده شده در هلیکوپتر ها، و آنها آنها را به حالت جامد هیبریدی می نامند، زیرا محتوای نیمه هادی در آنها صفر نیست. این فقط یک دروغ است. "

به گفته الدادا، چنین محصولاتی دارای یک تراشه کوچک، در اندازه محصول با سطل است. "در حوزه خودرو هیچ کس از مکان های لیزر مکانیکی استفاده نمی کند. ما مطمئن هستیم که یابنده حالت جامد ما هیجان انگیز ترین توسعه در این منطقه است. "

در سال گذشته، Quanergy 90 میلیون دلار در دور دوم سرمایه گذاری دریافت کرد، که کل مبلغ سرمایه گذاری خصوصی را به 150 میلیون دلار افزایش داد و همچنین هزینه های خود را بیش از 1 میلیارد دلار افزایش داد. دلفی خودرو، GP Capital، Motus Ventures، Samsung Ventures و Sensata Technologies سپرده ها را در دور دوم سرمایه گذاری ساخته شده است.

xenomatix - راه اندازی دیگر، متخصص در لیزر لیزر حالت جامد. "اکنون راه اندازی ها در حال پیشرفت هستند، که در رانندگی مستقل مورد نیاز است"، - گفت: فیلیپ گاینز، مدیر اجرایی شرکت بلژیک. "برخی از شرکت های بزرگ پول زیادی را صرف می کنند و به طور جدی سرمایه گذاری می کنند تا سنسورها و نرم افزارهایی را که لازم است برای رانندگی مستقل مورد نیاز باشد. اکثر این شرکت ها، از نظر تکنولوژی، در یک جهت حرکت می کنند. ما انتظار داریم همه با مشکلات جدی مواجه شوند. ما، برعکس، در جهت دیگری حرکت می کنیم و چیزها را کمی متفاوت می کنیم. ما معتقدیم که این بهترین راه برای غلبه بر مشکلات است. ".

"Xenomatix در حال تلاش برای خلاص شدن از خلاص شدن از خلاص شدن از خلاص شدن از خلاص شدن از سیستم های لیزر Locator مربوط به این واقعیت است که بسیاری از سیستم ها از زمان پرواز مستقیم استفاده می کنند، انتشار یک پرتو نور یا یک فلاش نور"، - گفت: گاینز. "روش که ما استفاده می کنیم این است که هزاران نفر از اشعه ها را در همان زمان ارسال کنیم. کاملا دشوار است ما همچنین به تجهیزات ایمنی برای حفاظت از چشم پایبندیم. این مهمترین دشواری است که برای همه ما یکسان است. ما در همان زمان اشعه های زیادی را منتشر می کنیم و هنوز هم دشوار است. از سوی دیگر، سیستم را در شرایط واقعی قابل اعتماد تر می کند، جایی که چندین لیزر یابنده به طور همزمان کار می کنند. "

برخی از شرکت ها استدلال می کنند که اتاق ها و رادار برای رانندگی مستقل کافی است، اما Gaienes چنین فکر نمی کند. او استدلال می کند که رانندگی یک ماشین در دنیای اطراف رخ می دهد و لیزر یاب هنگام سنجش در تمام جهات ضروری است.

سردرگمی در بازار

یکی از مشکلات بزرگ در صنعت، تقاضا و پیشنهادات بین تولید کنندگان اصلی تجهیزات و شرکت های پیشرو است. تولید کنندگان تجهیزات اصلی انتظار می رود شرکت های پیشرو مورد نیاز توسط فن آوری های پیشرفته، در حالی که شرکت های پیشرو نیاز به فن آوری های اثبات شده قبل از آنها می توانند آنها را به تولید کنندگان تجهیزات اصلی ارسال. با توجه به تعداد زیادی از خودی های متعدد در صنعت، تامین کنندگان فروشنده نمی خواهند هزینه های زیادی از کار تحقیق و توسعه بدون تعهدات تولید کنندگان تجهیزات اصلی در حجم تدارکات داشته باشند.

"کسب Mobileye توسط کسب اینتل توسط اینتل - یک گام بزرگ به جلو در معرفی محصولات با تکنولوژی بالا در صنعت خودرو"، - تایید گاینز.

رقابت در راه انتقال بدون سرنشین و تعداد نوآوری های تکنولوژیکی، که مورد نیاز برای دستیابی به این موضوع است، برخی از رویکردهای مورد استفاده زودتر را تغییر می دهد.

"در حال حاضر، تکنولوژی مکان لیزر یک همجوشی کاملا جدید از فن آوری ها"- معتقد است Jean-Iv Damten، رئیس شرکت فانتوم شرکت کبک. "این ادغام به دلیل صنعت خودرو است".

پنج تا ده سال پیش، لیزر یاب به طور عمده در اهداف معماری، کارتوگرافی و نظامی مورد استفاده قرار گرفت. بلوک ها مانند دستگاه های بزرگ و بزرگ با تعداد زیادی از آینه ها به نظر می رسید.

"بسیاری در پیدا کردن یک راه حل هستند"، "او گفت. "تحقیقات اخیر و شرکت هایی که ما می شنویم، در حال تلاش برای جایگزینی این آینه هستند. ما اصل اسکن کردن یک لیزر لیزر را با استفاده از آینه های MEMS و کنترل اشعه تولید می کنیم. بسیاری از روش های نقشه برداری در این مسیر حرکت می کنند. در اطلاعات فانتوم، ما مطمئن هستیم که تصمیم استفاده از لیزر لیزر پوسته است. فلش لیزر لیزر - به جای آنالوگ دوربین 3D. به جای یک پرتو باریک، که به تدریج از طریق میدان دید عبور می کند تا تصویر را بازسازی کند، یک فلاش از یک پالس لیزر در یک فضای بزرگ وجود دارد و چندین پیکسل برای بازگرداندن تصویر استفاده می شود..

"Lisout Laser Locator - Echo بازگشت به سنسور"، - اشاره شد ارزان، پشتیبان گیری از پردازش سیگنال "دقیق تر"، همانطور که او آن را می نامد. او معتقد است که پنج سطح رانندگی مستقل وجود خواهد داشت، حمل و نقل کاملا مستقل در سال 2025 ظاهر خواهد شد و در سال 2030 گسترده خواهد شد.

وضعیت واقعی امور

لیزر یاب یک تکنولوژی شناخته شده است که در نهایت استفاده مطلوب در بازار را پیدا کرد.

"اصل محل لیزر، با نور حرکتی فرستاده شده و اکو پرواز خیلی تغییر نکرده است."، "یکی از منابع صنعت گفت. "اصل فیزیکی هرگز از زمان اختراع تا 40 سال تغییر نکرده است. تغییرات به احتمال زیاد قطعات جزء و ادغام سیستم است. هیچ تغییری در اصل اساسی وجود ندارد.

منبع متوجه شد که لیزر شیوع لیزر در طی پنج سال گذشته در حال توسعه بود و در آن زمان او مشابه سنسور CMOS بود. "تکنولوژی لیزر شیوع لیزر شیوع حوزه ای است که نیاز به توجه دقیق دارد. این یک راه حل بسیار ارزان است، اما عملکرد بالایی ندارد. ".

کوین واتسون، رئیس ارشد بخش توسعه Microvision (ردموند، واشنگتن)، مخالف است. "من فکر نمی کنم که این به برخی نتایج منجر شود"، او در مورد لیزر لیزر شعله ور صحبت کرد. "در طول سالها، اسکنرهای لیزر بر اساس مریخ پودر، دانه های مقدس لیزر در نظر گرفته شدند، زیرا آنها فوق العاده کوچک، نسبتا ارزان در تولید در مقادیر زیادی و بسیار قابل اعتماد هستند. علاوه بر این، به اندازه کافی جمع و جور برای پنهان کردن چند قطعه در ماشین. ".

واتسون تبدیل لیزر "مهمترین سنسور" در الکترونیک خودرو. "سیستم های دید عالی است، اما آنها کاملا منفعل هستند، و لیزر یاب فعال است.". اما لیزر یاب دارای محدودیت های آن است. رادار می تواند دیوار را تشخیص دهد و دامنه بیشتری دارد، قادر به کار در مه است و مکان لیزر و بینایی می تواند گیج شود. "قبل از رسیدن به سطح چهارم خودمختاری (قبل از بالاترین سطح) هنوز خیلی دور است."، - گفت: واتسون. "این برای ده سال آینده اجرا نخواهد شد. این یک مشکل بسیار جدی است. همچنین نیاز به انجام ".

آیا شما باید شرایط حادثه شبانه را در جاده ثبت کنید؟ سیستم های آبیاری طراحی در مناطق خشک؟ یا مطالعه آثار احتمالی باستان شناسی پنهان شده توسط جنگل یا سایر جزئیات؟ روش های سنتی تیراندازی 3D و دریافت اطلاعات جغرافیایی توسط زمان و پول صرف می شود. اما اکنون راه حل های کارآمد و سریع برای چنین اهدافی وجود دارد.

LiDAR (تشخیص نور و محدوده) یک تکنولوژی سنجش از راه دور است که از پالس های لیزر سریع برای ایجاد یک مدل امداد استفاده می کند. LiDAR کاملا مناسب است زمانی که لازم است برای ایجاد صفحه نمایش دیجیتال از سطح زمین با وضوح بالا برای اهداف مختلف. در گذشته، سازمان ها مجبور شدند از سیستم های فردی در هر مورد با ویژگی های خود استفاده کنند.

در حال حاضر آنها فرصت استفاده از سیستم LiDAR، که بر روی هواپیماهای بدون سرنشین نصب شده است، به طوری که یک دستگاه واحد برای نقشه برداری 3D به دست آمده است. Scanlook Lidar Series یک سیستم در پلت فرم پرواز DJI Matrice 600 نصب شده است، که به شما اجازه می دهد یک راه حل کارآمد، جهانی و دقیق برای سنجش 3D بر اساس تکنولوژی های بدون سرنشین دریافت کنید.

نمونه هایی از استفاده عملی از LiDAR و هواپیماهای بدون سرنشین

مدل سازی چشم انداز

ساده ترین مثال این است که تکنولوژی های جدید می توانند به طور قابل توجهی تسهیل کنند و کارآمد تر کار کنند - تمیز کردن زباله و خاک. شناخته شده است که پرداخت معمولا در هر متر مربع انجام می شود، اما محاسبات همیشه دقیق نیستند، به ویژه اگر طیف وسیعی از زباله ها، برگ ها و بوته ها وجود داشته باشد و درختان نیز در قلمرو رشد می کنند. LiDAR صرفه جویی قابل توجهی در مقایسه با روش های روش تحقیقات زمین ارائه می دهد.

LiDAR به طور قابل توجهی انواع مختلف روش های تحقیق امداد را کاهش می دهد. استفاده از روش تحقیق از راه دور از انواع مختلف اشیاء، از جمله چمن، برگ یا درختان، LiDAR می تواند موقعیت، سرعت حرکت (برای حرکت اشیاء) و سایر ویژگی ها را تعیین کند. برای انجام این کار، از یک پرتو لیزر پالسی استفاده کنید که از سطح اشیاء منعکس شده است. نتیجه چنین فرآیند یک مدل 3D از خطوط چشم انداز توپوگرافی می شود که پس از آن کاربران می توانند کار کنند. اگر به فرایند مطالعه Dron Matrice 600 با ScanLock متصل شوید، اسکن با سرعت بیش از 4 هزار متر مربع رخ می دهد. متر در دقیقه و اکنون تصور کنید که چقدر کار می تواند در 20 دقیقه زمان پرواز انجام شود؟

مستند سازی PE و حوادث

LiDAR یک سیستم فعال است که از محدوده ماوراء بنفش و محدوده مادون قرمز برای ایجاد تصاویر از اشیاء مورد نظر استفاده می کند. این مهم است اگر شرایط اجازه ندهید روشنایی خارجی برای نقشه برداری با کیفیت بالا. به عنوان مثال، این روش ممکن است لازم باشد که شرایط تصادفات خودرو را شلیک کنید. برای انجام این کار، بهتر است از DRON MATRICE 600 با تکنولوژی ScanLook برای ضبط و پردازش تمام اطلاعات بصری لازم در یک پرواز بالای سایت سقوط استفاده کنید.

از آنجا که راه حل پیشنهادی بر مبنای فن آوری های بدون سرنشین است، کاربران تقریبا بلافاصله اطلاعات دقیق پشتیبانی شده توسط اقلام بصری دریافت می کنند. سپس همه اینها را می توان به عنوان اثبات در محاکمه استفاده کرد. علاوه بر این، سرعت بالا از نظرسنجی با کمک اسکن هوا کمک می کند تا سریعتر شروع به فرآیند تخلیه زخمی یا مرده، اتومبیل های آسیب دیده، و همچنین سریع تر برای تمیز کردن قلمرو. بنابراین، ممکن است یک زمان نسبتا کوتاه برای آزاد کردن جاده ها برای اتومبیل ها، که مخصوصا در مسیرهای پر جنب و جوش بسیار مهم است، و همچنین صرفه جویی در منابع قابل توجهی در تمام مراحل کار، امکان پذیر است.

طرح کشاورزی و منظره

مثال دیگری از کاربرد موفقیت آمیز تکنولوژی های جدید نقشه برداری 3D، مزارع بزرگ است که در آن شما نیاز به ایجاد یک سیستم آبیاری موثر دارید. به عنوان مثال، در کاشت های برنج بزرگ، کشاورزان باید تپه های ضد آب را ایجاد کنند. این به دانش دقیق از امداد و ویژگی های خاک نیاز دارد. در غیر این صورت، کل سیستم ایجاد می شود ممکن است بی اثر و بی فایده باشد. و دوباره راه حل بهینه، ماتریس 600 هواپیمای بدون سرنشین با تکنولوژی Scanlock نصب شده بر روی آن می شود. جمع آوری داده ها با سرعت 183 متر در هر گذر رخ می دهد. روند کار با یک میدان بزرگ زمان زیادی را صرف نخواهد کرد. در عین حال، لازم نیست، همانطور که پیش از آن، منتظر میدان های پردازش شده خشک نیست، به طوری که شما می توانید تکنیک های مناسب برای جمع آوری داده ها را برداشت.

باستان شناسی

جایی که روش های سنتی بررسی بزرگ، ارزشمند از نقطه نظر تاریخی، مناظر مورد نیاز یک سال کار، در حال حاضر شما می توانید از تکنولوژی LiDAR برای انجام این روند با توجه به نقشه برداری 3D در عرض چند دقیقه استفاده کنید. و دوباره بهترین گزینه برای چنین روش، نصب اسکن در Dron Matrice 600 خواهد بود. مکان های "از دست رفته" و کل شهرهای باستانی در کوتاه ترین زمان ممکن باز خواهند بود.

معرفی

اصطلاح "Lidar" مخفف شناسایی نور، تشخیص نور، تشخیص و اعزام (تشخیص و تعیین محدوده با کمک نور) است.

LiDAR - تکنولوژی برای به دست آوردن و پردازش اطلاعات در مورد اشیاء از راه دور با استفاده از سیستم های نوری فعال که از پدیده انعکاس نور و پراکندگی آن در رسانه های شفاف و شفاف استفاده می کنند.

به عنوان یک دستگاه، LiDAR یک مکان نوری برای سنجش از راه دور رسانه های هوا و آبی است. همچنین، لیزرها شامل مکان های نوری هستند که اجازه می دهد از راه دور برای دریافت اطلاعات در مورد اشیاء جامد.

Lidars در حال تقاضا هستند و به لطف مزایای استفاده از لیزر مورد استفاده در آنها محبوب هستند:

· انسجام تابش

· طول موج تابش کوچک و، به عنوان یک نتیجه، تلفات کوچک به دلیل واگرایی

· قدرت تابش فوری

ترکیبی از این خواص، استفاده از لیاردر ضروری را در فاصله های صدها متر تا چند کیلومتر انجام می دهد.

اصل عمل لیارد

تابش لیزر پالس به اتمسفر فرستاده می شود. سپس، فضای منتشر شده در جهت مخالف، تابش توسط یک تلسکوپ جمع آوری می شود و توسط یک فتوتکتور با دیجیتال سازی بعدی سیگنال ها ثبت می شود.

پالس LiDAR تله فوتو لنز نوری

LiDAR پرتاب پالس های کوتاه کوتاه از تابش لیزر به یک شی (سطح) را با فرکانس تا 150،000 پالس در ثانیه راه اندازی می کند. سنسور بر روی ابزار اندازه گیری فاصله زمانی مورد نیاز برای بازگشت پالس. نور با سرعت ثابت و شناخته شده حرکت می کند، بنابراین LiDAR می تواند فاصله بین آن و اهداف را با دقت بالا محاسبه کند.

دو دسته اصلی از Impulse Lidarov وجود دارد: Micropulse و سیستم های انرژی بالا.

Micropulse Lidas در یک تکنیک قدرتمندتر رایانه ای با قابلیت های محاسباتی بزرگ کار می کند.

این لیزرها قدرت کمتری دارند و به عنوان "امن برای چشم" طبقه بندی می شوند، که به آنها اجازه می دهد تقریبا بدون اقدامات احتیاطی خاص استفاده شوند.

Lidars با انرژی پالس بالا عمدتا برای کشف فضای مورد استفاده قرار می گیرد، جایی که آنها اغلب برای اندازه گیری پارامترهای مختلف اتمسفر مانند ارتفاع، لایه بندی و تراکم ابرها، خواص ذرات ابر، دما، فشار، باد، رطوبت و غلظت گاز استفاده می شود اتمسفر

دستگاه لیارد

اکثر لییدارها شامل سه بخش هستند:

· بخش انتقال

· بخش پذیرش

· سیستم کنترل

بخش انتقال (A) LIDAR شامل منبع تابش - لیزر و سیستم نوری برای تشکیل پرتو لیزر خروجی، I.E. برای کنترل اندازه نقطه خروجی و جداسازی پرتو.

در اکثریت مطلق طرح ها، امیتر یک لیزر تک تک پالس های کوتاه از قدرت لحظه ای نور بالا است. فرکانس پالس زیر یا فرکانس مدولاسیون انتخاب شده است به طوری که مکث بین دو پالس متوالی کمتر از زمان پاسخ از اهداف کارآگاه نیست (که می تواند از لحاظ جسمی بیشتر از شعاع محاسبه دستگاه ادامه یابد). انتخاب طول موج بستگی به عملکرد لیزر و الزامات ایمنی و محرمانه دستگاه دارد؛ Nd: لیزر YAG و طول موج اغلب استفاده می شود:

1550 نانومتر - تابش مادون قرمز، نامرئی یا به چشم یک فرد و نه دستگاه های معمولی از دید در شب. چشم قادر به تمرکز این امواج در سطح شبکیه نیست، بنابراین آستانه تروماتیک برای موج 1550 به طور قابل توجهی بالاتر از امواج کوتاهتر است. با این حال، خطر آسیب چشم در واقع بالاتر از فرستنده های نور مرئی است - از آنجا که چشم به اشعه IR پاسخ نمی دهد، کار نمی کند و فرد رفلکس محافظ طبیعی کار نمی کند

1064 نانومتر - تابش مادون قرمز نزدیک به مادون قرمز و لیزر Yutterbium، نامرئی به چشم، اما کشف دستگاه های دید در شب

532 نانومتر - تابش سبز لیزر نئودیمیم، به طور موثر "نفوذ" جرم آب

355 نانومتر - در نزدیکی اشعه ماوراء بنفش

بخش پذیرش (B) شامل یک لنز (تلسکوپ)، فیلترهای طیفی و / یا فضایی، عناصر قطبش و یک فتوتکتور است. تابش، منعکس کننده پراکنده از شی تحت مطالعه، توسط اپتیک دریافت کننده (تلسکوپ) متمرکز شده است، و سپس از طریق آنالیز طیف عبور می کند. این دستگاه برای برجسته کردن فواصل طول موج که در آن مشاهدات انجام می شود، استفاده می شود، و بنابراین، برای قطع تابش پس زمینه بر روی طول موج های دیگر. آنالایزر ممکن است یک مونو یا پلی کرومتر پیچیده، با دقت قابل تنظیم یا مجموعه ای از فیلترهای باند باند، از جمله یک فیلتر برش تابشی در طول موج انتقال لیزر باشد.

امیتر و واحد دریافت کننده می توانند از یکدیگر دور باشند یا در یک بلوک واحد ساخته شوند، که در سال های اخیر معمول است. محور امیتر و گیرنده می تواند ترکیب شود (طرح کواکسیال) یا جدا شده (طرح بیوسیک).

سیستم کنترل (B) وظایف زیر را انجام می دهد:

½ حالت مدیریت LIDAR؛

کنترل فرکانس پرتو پروب از لیزر؛

اندازه گیری انرژی تابش در خروجی و دریافت شده توسط یک پرتو لیزر دو فرکانس در هر دو فرکانس؛

½ نتایج پردازش، I.E. به دست آوردن ویژگی های طیفی اتمسفر، تعیین حضور و غلظت ناخالصی ها با توجه به پرتره های طیفی کامپیوتر موجود در پایگاه داده کامپیوتر؛

ic مدیریت یک سیستم راهنمایی LiDAR بر روی شی مورد مطالعه.

در مطالعه ما تصمیم گرفتم طرح های لنزهای مورد استفاده در Lidars های مختلف را در نظر بگیرم.

امروزه تمام فن آوری های جدید و جدید به فضای اتمسفر زمین، ترکیب گاز آن اعمال می شود. یکی از آنها Lidars زمین، هوا، پایگاه کیهانی است.

نر (ترجمه لاندار انگلیسی سبک تشخیص و. محفوظ) - فناوری برای به دست آوردن و پردازش اطلاعات در مورد اشیاء از راه دور با کمک سیستم های نوری فعال با استفاده از انعکاس نور و پراکندگی در رسانه های شفاف و شفاف. اصل LiDAR تفاوت های بزرگی از رادار ندارد: پرتو هدایت منبع تابش از هدف منعکس شده است، به منبع باز می گردد و توسط گیرنده بسیار حساس (در مورد LiDAR - حساس به نور) دستگیر می شود نیمه هادی دستگاه)؛ زمان پاسخ به طور مستقیم متناسب با فاصله تا هدف است. برخلاف رادیو میلزدر نهایت منعکس کننده تنها بر اهداف فلزی به اندازه کافی بزرگ، امواج نور حساس به پراکندگی در هر رسانه ای هستند، از جمله در هوا، بنابراین ممکن است نه تنها تعیین فاصله به مات (منعکس کننده نور) اهداف گسسته، بلکه همچنین برای رفع شدت از پراکندگی نور در محیط های شفاف. سیگنال منعکس شده بازگشتی از طریق همان محیط پراکنده به عنوان منبع منبع به پراکندگی ثانویه منتقل می شود، بنابراین بازسازی پارامترهای واقعی رسانه نوری توزیع شده یک کار نسبتا پیچیده است، هر دو روش تحلیلی و اکتشافی را حل می کند.

تجربه کشورهای غربی به استفاده موفقیت آمیز از این نه چندان دور، صرفا تکنولوژی نظامی در وظایف نظارت بر محیط زیست، مدیریت ترافیک هوایی و غیره شهادت می دهد.

در 60s-1970s، Lidars - Liaser Locators عامل در محدوده موج قابل مشاهده یا نزدیک به IR - عمدتا در تجهیزات نظامی استفاده می شود. امروز، آنها موفق به حل بسیاری از وظایف، به عنوان مثال، برای نظارت بر وضعیت جو، اندازه گیری سرعت باد، و غیره نصب شده در مناطق فرودگاه، Lidars اندازه گیری تغییرات باد در میدان پرواز، پلاگین مسیر مسیر و دیگر پارامترهای اتمسفر، که لازم است برای اطمینان از ایمنی گرفتن و فرود ضروری است. نتایج خوب، استفاده از این سیستم ها را برای اندازه گیری محدوده، سرعت داپلر و هنگام تشکیل تصاویر از اشیاء واقع در یک میدان پرواز می دهد. بنابراین، یکی از Lidars منتشر شده توسط شرکت آلمانی DLR در فرودگاه فرانکفورت بین دو باند فرودگاه واقع شده نزدیک به یکدیگر قرار دارد. این سرعت سرعت های گرداب هوا را از موتورهای هواپیما به یک نوار کاشت، و همچنین حرکت هوا بر روی یک نوار دیگر ناشی از تقریب آن اندازه گیری می کند. چنین اطلاعاتی توسط سرویس کنترل ترافیک هوایی برای اطمینان از فرود امن هواپیما در دو خط استفاده شد. یک لیزر لیزر قوی فشرده سرعت داپلر با اسکن مخروطی توسعه یافته توسط شرکت بریتانیا Dra Malvern در سراسر انگلستان نصب شده است. سرعت سرعت باد، با استفاده از این دستگاه ها به دست آمد، به طور قابل توجهی اطلاعات Meteosonder را تکمیل می کند. در سال های 1994-1995، یک متر سرعت لیزر در فرودگاه Heathrow (لندن) آزمایش شد. در میان سایر وظایف، او مجبور شد تاجیک های گرداب را از موتور هواپیما و انتشار آنها توسط باد در میدان تابستان در ارتفاع 30 تا 150 متر تعیین کند. جالب است که توجه داشته باشید که در طول آزمایشات یک اثر غیر منتظره کشف شد - بازگشت گرداب هوا تقریبا با قدرت اولیه در منطقه Glide در حدود 70 ثانیه پس از عبور هواپیما بود. LiDar کربن در دی اکسید کربن شرکت فرانسوی Laboratoire de Meteorologie Dynamique (LMD) برای اندازه گیری جو و سرعت باد استفاده می شود. محدوده دستگاه در جهت افقی حدود 12 کیلومتر، در عمودی - درست تا Tropopause است. اساس ابزار LiDAR یک لیزر CO2 پالس با پمپاژ عرضی، تابش تک حالت و طول موج 10.6 میکرومتر است. برای گسترش پرتو، تلسکوپ 17 سانتیمتر Cassgren با یک محور متعارف استفاده می شود. کنترل پرتو با استفاده از یک اسکنر دو گانه انجام می شود. سیگنال منعکس شده توسط همان تلسکوپ مونتاژ شده و توسط Heterodyne تبدیل شده است. تغییر فرکانس 30 مگاهرتز است. سیگنال دریافت شده توسط اسیلوسکوپ هشت بیتی با فرکانس نمونه برداری 100 مگاهرتز دیجیتالی شده است. یک کامپیوتر برای ذخیره داده ها استفاده می شود. دقت بالا در اندازه گیری تغییرات فرکانس کم داپلر توسط Doppler LiDAR ارائه شده است که از اثر لبه توسعه یافته در آزمایشگاه مطالعات اتمسفر ناسا استفاده می کند. در دستگاه، فرکانس تابش لیزر در مرز پهنای باند فیلتر نوری با رزولوشن طیفی بالا انتخاب شده است. در این مورد، تغییرات فرکانس کوچک به طور قابل توجهی دامنه سیگنال اندازه گیری را تغییر می دهد. جابجایی فرکانس سیگنال دیپلر ناشی از جابجایی های باد با تفاوت در فرکانس تابش و فرکانس سیگنال دریافت شده منعکس شده از اتمسفر تعیین می شود. LiDAR از یک لیزر حالت جامد پالس بر روی یک نارنجک آلومینیومی که با نئودیمیم (ND: YAG-Laser) استفاده می شود، استفاده می کند. طول موج تابش 1064 نانومتر است، مدت پالس 15 NS است، عرض نوار 40 مگاهرتز است. سیگنال های منعکس شده توسط یک تلسکوپ با قطر 0.4 متر با میدان دید 0.2 MRAD جمع آوری می شوند. اپتیک اسکن اجازه می دهد تا شما را به هدایت پرتو در بخش از 30 تا 120 درجه از طریق گوشه ای از محل و از 0 تا 360 درجه - در Azimuth. نصب LADAR در آزمایش خانگی بود که طی آن تغییرات باد در ارتفاع 200 تا 2000 متر اندازه گیری شد. فاصله زمانی اندازه گیری عمودی 22-26 متر بود. نتایج اندازه گیری سرعت باد در مقایسه با داده های Meteosonds. این اختلاف بیش از 1 m / c نیست، و پراکندگی نتایج در 10 اندازه گیری کمتر از 0.4 m / s بود. متخصصان آزمایشگاه مطالعات جوی توجه داشته باشید که چنین دقت اندازه گیری بالا، فرصت های منحصر به فردی برای مطالعه فرآیندهای آشفته در لایه های پایین تر را فراهم می کند. علاوه بر تحقیقات علمی، دستگاه را می توان با موفقیت برای اندازه گیری های با دقت بالا از تغییرات باد و میکروبیکسیون در منطقه فرودگاه استفاده کرد. در سال های اخیر، علاقه دانشمندان برای مطالعه ترکیب گاز اتمسفر زمین در حال رشد است. توجه آنها به ویژه ازن به عنوان مهمترین گاز فعال شیمیایی جذب می شود. ازن، واقع در استراتوسفر، از بیوسفر زمین از اثر مضر اشعه ماوراء بنفش خورشید محافظت می کند. در عین حال، غلظت های بزرگی ازن در تروپوسفر به توسعه اثر گلخانه ای و تشکیل دود فتوشیمیایی کمک می کند که بر روی جهان حیوانات و گیاهان سیاره و همچنین سلامت مردم تاثیر می گذارد. همانطور که مشاهدات نشان می دهد، از ابتدای 70 سالگی، هر 10 سال، غلظت ازن در تروپوسفر حدود 10 درصد افزایش می یابد و در لایه های پایین تر استراتوسفر بسیار کاهش می یابد. این نشان می دهد اهمیت شدید مطالعه کامل این فرایندها. دقت بالا اندازه گیری غلظت اوزون در تروپوسفر، لیزرهای جذب دیفرانسیل را فراهم می کند - زمین و یا قرار داده شده در هواپیما. آنها احتمالا فضا را با دو پرتو در فرکانس های مختلف، به طور متناوب توسط اوزون جذب می شوند. غلظت اوزون در فضا با تفاوت در دامنه دو برابر سیگنال های منعکس شده، که توسط یک یا چند تلسکوپ جمع آوری می شود، محاسبه می شود. در چنین لیداارها، به طور خاص مهم است که به درستی فرکانس های تابش را انتخاب کنید، که علاوه بر جذب های مختلف در اوزون، باید دارای حداقل جذب مولکولی و خاص باشد. LiDAR زمین از جذب دیفرانسیل با طیف وسیعی از فرکانس اسکن تابش لیزر از 286 تا 292 نانومتر توسط متخصصان آزمایشگاه ملی مطالعات اقیانوسی و اتمسفر و موسسه مطالعات محیط زیست (ایالات متحده آمریکا، pcolorado) ایجاد شد. از آنجا که وضعیت اتمسفر بر ویژگی های تابش تاثیر می گذارد، به ویژه ابری، LiDAR در ارتفاع 2.7 کیلومتر بالاتر از سطح دریا نصب شده است. نصب شامل دو لیزر یکسان در رنگ است، پمپاژ از لیزر Nd: YAG تولید می شود. لیزرها به صورت متوالی با فاصله 400 مگاپیکسل هیجان زده می شوند. سیگنال ها توسط دو سیستم خودمختار بهینه شده برای دریافت سیگنال ها از ارتفاع های مختلف بهینه شده اند و پس از پردازش در فیلترهای ویژه، ضیارهای فوتوالکترونیک را وارد می کنند. در طول آزمایش، لیارد به طور مداوم بیش از یک روز کار کرد، در حالی که انحراف طول موج تابش 0.01 نانومتر نیست. مطالعات انجام شده در ارتفاعات از چهار کیلومتر بالاتر از سطح دریا به سطح استراتوسفر پایین (حدود 12 کیلومتر) انجام شد. گام اندازه گیری ها در ارتفاع کمتر از یک کیلومتر بود. دقت تعیین غلظت ازن در تروپوسفر با آب و هوای روشن برای این نصب، بدتر از 10٪ بود. LiDAR از سال 1993 عملیات است. به تازگی، Lidarics به طور فزاینده ای بر روی هواپیما برای تشخیص جریان های باد و اندازه گیری سرعت خود، تعیین سرعت واقعی هوا از هواپیما و پارامترهای دیگر نصب شده است. علاوه بر این، لیزرهای داخلی در سیستم های ردیابی زمین و سیستم های هشدار دهنده مانع استفاده می شوند. یکی از اولین سیستم های لیزر لیزر مبتنی بر لیزر، سیستم اندازه گیری سرعت سرعت هوا LATAS (سیستم هوایی واقعی لیزر واقعی) تولید شده توسط سیگنال های سلطنتی شرکت انگلیسی و استقرار رادار (RSRE) بود. در نسخه ارتقا یافته، این سیستم امروز اعمال می شود. LATAS در بینی هواپیما قرار می گیرد. این شامل یک لیزر دی اکسید کربن با قدرت خروجی 4 W، اپتیک قطبش در صفحات سه ماهه و نیمه موج، و همچنین یک آشکارساز در تلویزیون کادمیوم و جیوه با نوار 100 مگاهرتز است. برای اندازه گیری سرعت هوا، LiDAR در فاصله 30-100 متر در مقابل قسمت بینی هواپیما، برای اندازه گیری برش باد - 250 تا 300 متر متمرکز شده است. دقت اندازه گیری سرعت 0.2 متر / s در بسیاری از هواپیماها، به ویژه در هواپیمای حمل و نقل Karavella، جنگجویان سحر و جادو، هلیکوپتر Puma، Doppler Lidar Crouzet تولید شده توسط شرکت فرانسوی Crouzet SA نصب شده است. این بر اساس یک لیزر CO2 است، یک سیگنال پیوسته با قدرت خروجی 3-W، یک آشکارساز دیود با پهنای باند 200 مگاهرتز، ساخته شده بر روی تلویزیون کادمیوم و جیوه، صفحه موج قطبی و یک صفحه Brewster است. فرکانس ناهموار زمانی که پرتو از طریق سلول BragG دو برابر می شود تنظیم می شود. این سیستم از تلسکوپ دالای کیرچام با یک دیافراگم موثر 7.5 سانتی متر استفاده کرد. سیگنال های دریافت شده توسط یک تحلیلگر طیف بر روی سورفاکتانت پردازش می شوند. فاصله اندازه گیری سرعت داپلر -25 ... + 400 m / s، و محدوده ابعاد 10-100 متر است. وزن کل سیستم Crouzet حدود 250 کیلوگرم است. به دستور دولت های فرانسه و بریتانیا، کنسرسیوم Dassault Electronique (فرانسه) و GEC Marconi (بریتانیا)، لیزر هواپیمای ليزر کلارا (رادار هوای هوای منسجم) را در محدوده 10 میکرون فعال می کند. این سیستم برای جلوگیری از موانع، ردیابی ردیابی زمین، و همچنین اندازه گیری هواپیما هواپیما و هدف هدف طراحی شده است. این تجهیزات شامل یک لیزر CO2، اسکنر، پردازنده پردازش سیگنال و داده ها، در ظرف تحت بدنه قرار می گیرد. تشخیص، طبقه بندی و اشیاء صفحه نمایش در زمان واقعی انجام می شود. سیستم کلارا بر روی هواپیمای A6-E، HS748 و Tornado آزمایش شد. Doppler LiDAR برای اندازه گیری سرعت باد باد (باد مادون قرمز Doppler LiDAR) شرکت های فرانسوی CNRS و CNE ها را توسعه می دهد و با همکاری DLR آلمان. این سیستم بر اساس یک لیزر بر روی گاز دی اکسید کربن با پمپاژ عرضی، تشکیل تابش تک حالت است. لیزر دارای یک اپتیک تطبیق خروجی با توانایی انعکاسی گاوسی است که به شما اجازه می دهد یک سیگنال سودمند را در برابر پس زمینه حالت های عرضی سفارش بالا، و همچنین در پس زمینه سیگنال های اکو از اهداف با بازتابی بزرگ انتخاب کنید. این سیستم از تلسکوپ Dalla-Kircham با یک محور تغییر یافته استفاده کرد (قطر دیافراگم آزاد - 20 سانتی متر، ضریب گسترش دیافراگم - 15). فاصله کانونی از 200 متر به مقدار محدود قابل تنظیم است. آزمایش پرواز LiDAR در هیئت مدیره هواپیمای Falcon 20 (شکل 1) تصویب شد. در طول آزمون، اسکن مخروطی در بخش 30O از نادیر انجام شد. دوره اسکن - 20 یا 30 ثانیه، فرکانس تکرار پالس های لیزر - 4 یا 10 هرتز. خصوصیات خوب در انرژی متوسط \u200b\u200bتابش 360 مگابایت و فرکانس تکرار 4 هرتز به دست آمد. به طور موفقیت آمیز نصب و راه اندازی LiDAR بر اساس متخصصان آزمایشگاه. برادران رایت غرب ایالات متحده آمریکا. این سیستم برای اندازه گیری سه بعدی توزیع سرعت باد در ارتفاع (پروفایل باد) در زمان واقعی طراحی شده است. چنین اطلاعاتی برای افزایش دقت فرود فرود و کاهش محموله از هواپیما، افزایش احتمال هدف هدف در طی تیراندازی موشک و توپخانه مهم است. سیگنال منتشر شده توسط لیزر منعکس شده از گرد و غبار و آئروسل های هوا در حال حرکت در باد است. سرعت باد با اندازه گیری تغییرات داپلر سیگنال هایی که از این ذرات منعکس شده اند تعیین می شود. اسکن پرتو لیزر یک مخروطی است که اجازه می دهد تا اندازه گیری در جهت های مختلف. قرار دادن LiDAR در محفظه محموله هواپیما در شکل 2 نشان داده شده است. اندازه گیری مشخصات باد با استفاده از این سیستم باعث افزایش دقت فرود فرود در طی ثبت نام 2-10 بار می توان افزایش دقت فرود را افزایش داد. فرصت های گسترده ای برای مطالعه جو زمین، انجام مطالعات مختلف هواشناسی و اقلیمی، لیزرهای فضایی باز است. موفقیت طولانی در این زمینه به متخصصان مرکز تحقیقات لانگلی رسید (ناسا). آنها بسیاری از سیستم های Lidar زمین و هواپیما را برای مطالعه آئروسل های اتمسفر و بخار آب، ابرها، سوراخ های اوزون ایجاد کردند. به طور خاص، تحت آزمایش تکنولوژی LiDAR در فضا) اولین نصب LiDAR جهان را برای کشف زمین از فضا توسعه داد. با استفاده از نصب Lite، ساختار ابرها مورد مطالعه قرار گرفت، فرایندهای تشکیل ابرها که در فضای آئروسل ها هستند، از جمله منشاء انسان شناسی، ارتفاع لایه سطحی اتمسفر، توزیع دما افقی و تراکم تعیین شد لایه های هوا در ارتفاع 25 تا 40 کیلومتر اندازه گیری شد، فرآیندهای انعکاس لیزر از سطوح زمین و دریا مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. Lite دارای طراحی سنتی تشخیص مستقیم LiDAR: انتقال یک بلوک لیزر، یک واحد تراز کننده نوری و یک واحد دریافت کننده است. فرستنده ND: YAG-LASER را با یک چراغ پمپاژ فلش می کند. برای رزرو در واحد انتقال، دو ژنراتور کوانتومی یکسان نصب شده اند که تنها در شرایط عملیاتی قرار دارد. فرستنده به طور همزمان هارمونیک های تابشی را با طول موج 1064، 532 و 355 نانومتر تشکیل می دهد. قدرت تابشی در این فرکانس ها به ترتیب 470، 560 و 160 مگاوات است. واحد تنظیم نوری شامل یک منشور روتاری برای حفظ مرکز نوری پرتو لیزر خروجی و زاویه دید گیرنده است. به عنوان بخشی از واحد دریافت کننده - یک تلسکوپ با قطر 1 متر، دستگاه های انتقال سیگنال نوری و دستگاه های پیش پردازش الکترونیکی الکترونیکی. برای جداسازی سیگنال دریافت شده به سه اجزای فرکانس، یک جداساز دی کروئیک استفاده می شود. در کانال های طول موج 532 و 355 نانومتر، چند ضلعی فوتوالکترون مقاوم در برابر شوک نصب شده است، یک سیگنال بهمن به عنوان سیگنال های 1064 نانومتر استفاده می شود. فیلترهای تداخل باند باند و دیسک دیافراگم نیز در دستگاه ارائه می شود که در هنگام کار در روز و شب به دستگاه های بازسازی می شود. اندازه دیافراگم روز 1.1 MRAD، شب - 3.5 MRAD است. پس از عبور از فتوتکتور ها و فیلترها، سیگنال ها وارد تقویت کننده الکترونیکی و مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) می شوند. عرض نوار تقویت کننده 2.1 مگاهرتز است. ADC - 12 بیتی، با فرکانس ساعت 10 مگاهرتز. دوره داده گشت اطلاعات - 550 μs. دستگاه های پردازش الکترونیکی نیز شامل یک طرح مقاومت نصب شده پس از اولین آبشار به دست آمده است. نمودار یک سرکوب سیگنال را در عرض 0-63 دسی بل فراهم می کند. با توجه به این، یک سیگنال قوی منعکس شده از ابرهای متراکم و یا سطح زمین فراتر از محدوده دینامیکی ADC های 12 بیتی نیست. عملیات محاسبات اصلی یک پردازنده سیگنال با سرعت بالا تولید می کند. جرم تجهیزات 990 کیلوگرم است. مصرف برق در شرایط کاری - 3.1 کیلو وات، در نسخه پشتیبان - 560 W. قدرت تابش لیزر و واگرایی پرتو به گونه ای انتخاب شده است که شدت پرتو لیزر بر روی سطح زمین به طور معنی داری کمتر از استانداردهای بهداشتی بود. داده های کاهش یافته توسط داده های کیهانی LiDAR به زمین با دو موضوع منتقل شد: با نرخ انتقال پایین (~ \u200b\u200b20.8 kbps) و بالا (~ 2 مگابیت در ثانیه). اولین موضوع از طریق سیستم ارتباطی S-Band پخش شد، دوم - از طریق سیستم ارتباطی تله متری. به گفته کارشناسان، آزمایشات LIDE Lite در شرایط فضا موفق شد. در طول آزمایش، مقدار زیادی از اطلاعات دقیق با دقت جمع آوری شد، بر اساس آن پایگاه داده های عمومی در حالت اتمسفر تشکیل شد. این آزمایش امکان استفاده از Lidars را در پروازهای مداری درازمدت تایید کرد. انتظار می رود که پیشرفت های جدید لیزر پمپاژ دیود مصرف انرژی را کاهش دهد، که به شما این امکان را می دهد که شما را به نصب لیزر در ماهواره های کوچک نصب کنید.

مجتمع های لیزر LADAR (LLK) نیز برای کنترل از راه دور عملیاتی از وضعیت بیولوژیکی و شیمیایی طراحی شده اند. مجتمع ها تغییرات غیرمعمول را در جو ایجاد می کنند که ناشی از حضور آئروسل ها در آن، و همچنین تعیین پارامترهای حرکت ابرها است. مجتمع ها یک سیستم از راه دور اتوماتیک کنترل عملیاتی وضعیت زیست محیطی مراکز صنعتی هستند و قادر به سرعت، به طور خودکار تشخیص حوادث و پشتیبانی اطلاعاتی برای اقدامات خدمات اضطراری نجات می دهند.

مشکل نظارت بر آلودگی محیط زیست فنآوری و به ویژه هوای اتمسفری، در حال حاضر در جنبه های زیست محیطی و در ارتباط با مشکلات مدرن امنیت عمومی بسیار مرتبط است. فن آوری های سنجش از راه دور لیزر از محيط اتمسفر، امکان از بین بردن کاستی ها و محدودیت های ذاتی روشهای نظارت سنتی محلی را از بین می برد: اطلاعات کم، دشواری اطمینان از یک منطقه پوشش گسترده، زمان زیادی برای استقرار شبکه های سنسورهای محلی و پسندیدن. استفاده از مجتمع های سنجش سنجی از راه دور لیزر چند منظوره موبایل به ویژه موثر است - Lidars موبایل. ایجاد یک مجموعه کوچک لیداار کوچک برای نظارت و پیش بینی وضعیت زیست محیطی بیش از اشیاء بحرانی (خطرناک) و در مناطقی از حملات تروریستی احتمالی اجازه می دهد:

غلظت طیف گسترده ای از مواد را در فاصله تا 8 کیلومتر تعیین کنید.

مناطق واقعی نمایش مناطق آلودگی و ویژگی های کمی از مقیاس عفونت؛

گسترش یک ابر سمی را تعیین کنید؛

پیش بینی توسعه شرایط بر روی اشیاء بحرانی؛

محتوای اتمسفر مواد خطرناک را کنترل کنید و در صورت افزایش بیش از PDC یا تشخیص انتشار گازهای گلخانه ای بر روی اشیاء کنترل شده یا قلمرو، زنگ هشدار را کنترل کنید.

اسکن بخش مسئولیت را می توان در حالت های مختلف زمان انجام داد: مداوم، دوره ای و به درخواست اپراتور (وظیفه). تجزیه و تحلیل لیزر به شما اجازه می دهد تا در عرض چند دقیقه، نوع ماده، شدت و جهت انتشار آن، واقعیت انتشار ناهنجاری را تعیین کنید. در میان شرایط اضطراری استاندارد - مواد خطرناک شیمیایی (AHKH)، شما می توانید لیست زیر آلاینده ها را تشخیص دهید، عفونت آن که در اکثر قلمرو مورد نیاز کنترل پیشرفته است:

آمونیاک - NH 4
دی اکسید گوگرد - SO 2
دی اکسید نیتروژن - NO 2
اسید Salonic - HCL
محصولات پالایش نفت.

علاوه بر مواد فوق، تهدید به حوادث خاص برای تولید، ذخیره سازی و دفع مواد شیمیایی به خصوص خطرناک، و همچنین رانندگی و همچنین رانندگی وجود دارد.

استفاده از روش های بسیار حساس و توسعه یافته LiDAR برای سنجش جو برای مواد خطرناک مانند جذب دیفرانسیل (شماره گیری) و پراکندگی دیفرانسیل (دیسک) به شما امکان اندازه گیری مقادیر غلظت های MDC کارگران و مناطق مسکونی را می دهد. برای تجزیه و تحلیل یکپارچه و پیش بینی وضعیت محیط زیست، ضروری است که تمام داده های به دست آمده در فضا، هر دو در اندازه مناطق پوشش و وضوح فضایی توافق شده، در طول زمان هماهنگ شده و یک فرمت واحد داشته باشند.

یک وضعیت زیست محیطی غیرطبیعی یا یک اقدام تروریستی همراه با انتشار مشخصی آئروسل همراه است. Aerosol LiDAR، ساخته شده بر اساس لیزر ER یا ND: YAG - لیزر، حضور یک آئروسل اتمسفر را تعیین می کند و غلظت آن را اندازه گیری می کند، توزیع فضایی را در زمان واقعی ایجاد می کند و ماهیت فیزیکی آن را تجزیه و تحلیل می کند. برای این، Aerosol Mi-Lidar و قطبش LiDAR به یک گره تک عملکردی ترکیب می شوند.

LiDAR از جذب دیفرانسیل محدوده قابل مشاهده و نزدیک IR بر اساس یک لیزر پالس بازسازی شده دو کاناله بر روی یاقوت کبود با تیتانیوم، توزیع اکسید نیتروژن، گوگرد و مجموعه ای از آلاینده های غیر آلی در سطح MPC را اندازه گیری می کند.

LiDAR چند طیفی از جذب دیفرانسیل دامنه بلند مدت بر اساس یک پالس قابل تنظیم با یک لیزر 2 -TEA، زمینه غلظت یک کلاس گسترده ای از مواد آلی و همچنین ازن را اندازه گیری می کند.

اتحادیه آئروسل و لیدر فلورسنت، و همچنین Lidars جذب دیفرانسیل قابل مشاهده، UV، نزدیک به محدوده IR در یک پلت فرم واحد، ابعاد سیستم را به کانتینر که قادر به پذیرش در حامل با آن است، افزایش می دهد ظرفیت حمل و نقل چند تن. بنابراین، توصیه می شود که وظایف اختصاص یافته به این مجموعه را به شرح زیر تقسیم کنید:

1. تشخیص انتشارات آئروسل و ردیابی سخنرانان (Aerosol Lidar)؛

2. تشخیص انتشارات آئروسل و شناسایی AHS های معدنی (Aerosol Lidar، شماره گیری کوتاه مدت)؛

3. تشخیص انتشارات آئروسل و شناسایی AHS آلی و OV (Aerosol Lidar، شماره گیری طولانی موج یا منفعل و اسپکترومتر).

اطلاعات اضافی ترکیب و مشخصات گزینه های پیشنهادی عبارتند از:

1. تشخیص اجزای آئروسل انتشارات را می توان با استفاده از یک لیزر تک تعیین کرد. لیزر برای یک کانال آئروسل می تواند بر اساس یک امیتر ERBIUM-SAFER EURBIUM با طول موج 1.55 میکرون یا لیزر بر روی شیشه نئودیمیم 1.064 میکرومتر ساخته شود. فرکانس بالا پالس به شما اجازه می دهد تا با سرعت زاویه ای بالا بدون از دست دادن رزولوشن زاویه ای اسکن کنید و پالس های لیزر کوتاه یک وضوح فضایی بالا را ارائه دهید.

مجتمع اصلی TTX

پارامتر	مقدار
	نه کمتر از 5 کیلومتر
	نه بیش از 0.5 متر
بررسی گوشه ها


	0.5 - 11 میکرون
	1.55 (1.064) μm
	بیش از 130 ثانیه

انگیزه انرژی
مدت پالس
فرکانس امواج
قطر تلسکوپ دریافت کننده
وزن سیستم	کمتر از 1 تن

) * - با اسکن اتوماتیک) ** بسته به مرحله اسکنر و بخش انتخابی انتخاب شده

بخشی از تجهیزات:

پلت فرم روتاری (یک یا دو ساله اسکنر)

سیستم تثبیت حرارتی بخش های مجتمع

تجهیزات انتقال داده های سیمی و بی سیم

کامپیوتر بر روی کامپیوتر

لیزر امیتر AEROSOL LIDAR

سیستم هماهنگ سازی این مجموعه

تلسکوپ انتقال انتقال

گیرنده های رادیویی

واحد کنترل الکترونیکی آنالوگ و واحد تشخیصی

واحد پردازش داده های الکترونیکی دیجیتال

سیستم منبع تغذیه خودمختار

سیستم نظارت تصویری

2. تشخیص اجزای آئروسل انتشار با امکان شناسایی ACH های غیر آلی شامل استفاده همراه با آئروسل لییدار از جذب دیفرانسیل لیاردار در UV، قابل مشاهده و محدوده نزدیک IR است. خطوط جذب AHS اصلی در محدوده بازسازی لیزر به تیتان یاقوت کبود دروغ می گویند، بنابراین برای SO 2 300.05 نانومتر (ON) و 299.51 نانومتر (OFF)، برای هیچ 2 - 448.25 نانومتر (OF) 446.83 نانومتر (OFF).