Se hai visto macchine autonome nelle foto o in diretta, quindi notarono - qualche cosa strana è fissata sul tetto sul tetto.

A volte sembra Sirena, come nel caso dei prototipi di waymo da Google, che dà loro un'affascinante macchina della polizia.

Ma, più spesso, questa cosa ricorda una lattina di filatura installata su montanti.

Questo dispositivo su veicoli senza equipaggio è un lidar, attrezzature che danno la macchina "visione".

La parola Lidar (Lidar) è costituita dalle lettere iniziali di quattro parole inglesi - rilevamento di identificazione della luce e variazione di identificazione della luce, che significa "rilevamento, identificazione e determinare l'intervallo con l'aiuto della luce".

L'automobile lidar in un'auto senza pilota è la cosa più costosa. A costo di $ 75.000, il lidar è più costoso di molte auto. Nel frattempo, questo dispositivo è solo uno dei tanti che ha bisogno di equipaggiare i veicoli senza equipaggio.

Tuttavia, quest'anno questa situazione può cambiare a causa dell'emergere di cosiddetti lidar ad alta risoluzione dello stato solido e il costo di poche centinaia di dollari. In effetti, la parola Solid-State non è molto corretta. I lidar di nuova generazione differiscono da quelli precedenti, la loro immobilità (statica).

Ma la loro invenzione porterà seriamente il momento dell'aspetto di massa di veicoli senza equipaggio sulle strade. Pertanto, vale la pena capire cosa è l'automobile Lidar, e in particolare statico (stato solido).

La parola "Lidar" trasmette l'essenza stessa del suo funzionamento è un radar che funziona sulle onde luminose. Ricordando la fisica scolastica, conosciamo - radiando le onde radio, il radar determina la distanza dall'oggetto sulla base del tempo in cui la radio è richiesta per riflettere dall'oggetto.

Lidar agisce secondo uno schema simile, ma usi per questa onda non radio, e impulsi a luce corta di alta potenza istantanea. Per informazioni più accurate, i barbieri utilizzano la radiazione a infrarossi e vicino a Ultraviolet.

Ma una macchina senza equipaggio ha bisogno di dati su dozzine di oggetti in giro. Pertanto, ruota attorno al suo asse, l'emissione di molte chiazze di luce lampeggia e genera così un'immagine tridimensionale a 360 gradi dell'ambiente circostante dalle "nuvole". E può farlo in qualsiasi media, condizioni meteorologiche e senza tempo dall'ora del giorno.

In questo video musicale, Radiohead Group mostra come l'immagine è formata da tali "punti".

Così che le macchine senza equipaggio possano muoversi nello spazio senza la partecipazione di una persona, hanno bisogno di una combinazione di videocamere, radar e lidar. E il Lidar esegue una funzione critica-importante - dà all'auto una rappresentazione non solo sulla propria localizzazione, ma anche sulla posizione degli oggetti circostanti.

Il GPS in questo caso non è adatto - determina la posizione con la formazione di un cerchio con un diametro di circa 5 m, e il lidar lo fa con una precisione di 10 cm.

Il livello di autonomia è adottato i criteri internazionali, al fine di spiegare come questo trasporto è indipendente.

Ci sono 6 livelli di autonomia

E qui è necessario il lidar con l'autonomia del livello 4 e superiore.

Cos'è il lidar della macchina statica

Ad oggi, la maggior parte dei Lidarov sono costosi dispositivi mobili.

Naturalmente, come tutte le tecnologie, i lidar sono diventati più economici con il tempo e diminuiti di dimensioni. Ma, mentre costano da $ 8,000 a $ 80.000, e falliscono rapidamente.

Ma i lidar statici sono un'altra questione. Mantenuto principalmente di silicio, non ci sono parti mobili in loro e viene utilizzato un laser con una lunghezza d'onda variabile. Tale dispositivo è leggero, piccolo, consuma poca energia (in esecuzione sulla batteria AA), veloce e accurata, funziona in qualsiasi condizione meteorologica, e vale migliaia di migliaia, ma centinaia di dollari.

La tecnologia dei lidar di silicio statico ha inventato la compagnia americana Quanergy. L'intero set del loro scanner laser è ora di $ 900, ma lo sviluppatore promette di ridurre costantemente i prezzi, portando a $ 100.

Lidar a stato solido non è solo più economico, è molto veloce, alta precisione e funziona più a lungo. Lidar elettromeccanico sopporta un massimo di 2000 ore, che è inferiore a quello richiesto per l'anno di funzionamento dell'auto e allo stato solido - fino a 100.000 ore.

Quando le auto senza equipaggio diventano un prodotto di massa

Il primo Lidar nel 1999 è stato installato sull'auto Jaguar che vale circa $ 100.000. A quel tempo, i lidar con sensori erano così costosi che la gente ha scherzato "Acquisisci ladara e liberarete gratuitamente nel carico di Jaguar."

Oggi questa funzione nelle auto è già di $ 18.000, e con l'uso di sensori di stato solido, il prezzo della "vista laser" cadrà a $ 1000.

Si presume che i primi Lidars di stato di Quanergy inizieranno a installare il veicolo elettrico seriale Emotion Fisker con una riserva di corsa fino a 640 km su una ricarica.

Il rilascio di questa macchina è ancora un grande valore - $ 130.000, programmato per il 2019.

Ma l'aspetto di massa delle auto senza equipaggio che utilizza la tecnologia Lidarov di Solid-State è prevista per il 2020-2023. Si ritiene che in questo momento almeno un modello di trasporto autonomo sarà quasi ogni importante casa automobilistica. E anche se all'inizio, molto probabilmente, la capacità di autonomia sopporterà modelli costosi e lussuosi, molto presto saranno dotati di auto del budget.

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22 maggio 2017.

Oggi, la tecnologia delle definizioni di rilevamento della luce e delle definizioni della gamma sta guadagnando popolarità - Lidar (rilevamento di identificazione della luce e distanza). I nostri esperti seguono lo sviluppo del settore e ha preparato una panoramica dell'articolo su questa tecnologia.

Le tecnologie completeranno fotocamere e radar nel trasporto autonomo

Il trasporto completamente autonomo del futuro si baserà su una combinazione di varie tecnologie sensoriali - sistemi di vista avanzati, sistemi di rilevamento radar e di rilevamento della luce e definizioni della gamma (localizzatore laser). Di questi tre, il localizzatore laser è attualmente la parte più costosa dell'equazione, e il mondo intero fa sforzi per ridurre questi prezzi.

Ora il mercato ha localizzatori laser meccanici, degni cento dollari. Queste cifre devono essere ridotte in modo che l'uso massiccio di localizzatori laser si giustifica nell'industria automobilistica flessibile.

Oltre al fattore di prezzo, i fornitori di localizzatori laser dovrebbero mostrare elevate prestazioni e affidabilità dei loro prodotti. Per i sistemi avanzati di assistenza del sistema, il conducente e la guida automatizzati non è sufficiente per avere un'affidabilità del 99%. In critico (in termini di sicurezza) aspetti della produzione automobilistica, l'attrezzatura dovrebbe mostrare l'affidabilità dei "sei nove" - \u200b\u200b99.9999%.

L'importanza delle tecnologie avanzate nel trasporto stradale non può essere sopravvalutata. La proposta di transazione Intel per un importo di $ 15,3 miliardi per acquisire Mobileye, il fornitore israeliano di sistemi di visione informatica, un buon esempio. Il produttore di chips e Mobileye si sono uniti con BMW lo scorso anno per collaborare sulla tecnologia di trasporto autonomo.

Laser Locator è il componente chiave di questa tecnologia, e gli investitori tengono ampiamente resi rivestiti per le startup che lavorano su questa tecnologia. Nel marzo 2017, gli investitori hanno investito $ 10 milioni in tetravue - startup che lavorano su un localizzatore laser nella città di Karlsbad, in California. L'elenco degli investitori include FoxConn, Nautilus Venture Partners, Robert Bosch Venture Capital e Samsung Catalyst Fund.

Software di avvio per macchine autonomiche autonome, situato a Palo Alto, in California, ha ricevuto circa $ 11 milioni dal motore Ford e dal capitale sociale. Quattro co-fondatori in precedenza hanno lavorato in laboratori PIVALOTALI.

Tecnologie di forza di guida

Technavio prevede il tasso di crescita medio cumulativo per il mercato globale per i sensori di localizzazione del laser automobilistico di oltre il 34% a 2020 (figura 1). Secondo la scadenza del mercato della Società, il mercato del localizzatore laser ammontava a 61,61 milioni di dollari nel 2015, con la più grande domanda delle regioni europee / secondarie / africane, nonché nel Nord e del Sud America.

A giugno 2016, la società in Open Access ha pubblicato un report "The Global Car Laser Locations Market 2016-2020" e aggiornerà questa relazione entro il terzo trimestre di quest'anno.

"La tecnologia della posizione laser nell'industria automobilistica sta vivendo una rapida evoluzione, sia nell'ambito del progresso tecnico che all'interno della dinamica del mercato", - approva Siddhart Jaiswal., Uno dei principali analisti del settore della ricerca sull'elettronica TECHNAVIO AUTOCOMOTIVE.

Tra i principali sviluppi chiamati Technavio:

Riducendo il costo per aumentare la scala. I produttori di localizzatori laser funzionano su una diminuzione del costo del sistema, applicando metodi di elaborazione efficaci e in alcuni casi, i prodotti di posizionamento per ciascun segmento del cliente separatamente: "Il prezzo del blocco 64 del raggio della posizione laser Velodyne HDL-64E, che viene utilizzato nell'automobile del drone, costa $ 80.000" -dichiarare Jaiswal.. "Velodyne offre anche blocchi di localizzatori laser a 32 raggi e 16 raggi con un prezzo di $ 40.000 e $ 8.000, rispettivamente, che possono essere utilizzati in progetti più economici. Ci aspettiamo che la tecnologia della posizione laser continuerà alla "sosta del radar" nell'industria automobilistica, dove il prezzo ha svolto un ruolo chiave nell'accettazione del mercato. Di conseguenza, il prezzo è un fattore chiave per i giocatori del mercato ".
Design compatto.Il primo sensore di posizione laser Velodyne, rilasciato nel 2005, era così grande e pesante (ha pesato circa 5 chilogrammi), che avrebbe dovuto trovarsi sul tetto della macchina. Ora il sensore pesa meno di un chilogrammo e la versione a stato solido è abbastanza compatto da adattarsi alla macchina.
Combinazione di sensori.L'allineamento della tendenza tecnologica dei sensori dell'immagine con un sensore di posizione laser è stato un argomento popolare per la ricerca per più di dieci anni. L'uscita sta diventando più affidabile se, come risultato di una combinazione, le informazioni ottenute da un sensore confermano le informazioni del sensore di informazione di un altro tipo. Tuttavia, se i dati di un sensore non convergono con gli altri dati, il sistema diventa inaffidabile.
Utilizzo di localizzatori laser fuori auto per la gestione delle risorse stradali. Studi sulla valutazione dello stato della superficie stradale (Tracs) sono stati introdotti per le principali strade dell'Inghilterra nel 2000. L'Agenzia stradale britannica conduce regolari studi automatici di marciapiedi stradali delle autostrade come parte dello studio TRACS. Il localizzatore laser viene utilizzato per misurare la distanza dal sensore e, potenzialmente, può fornire dati su oggetti che sono in una distanza molto maggiore dalla macchina di ricerca rispetto allo studio dei trac.

Immagine 1.
Fonte: technavio.

"Localizzatore laser è in una posizione molto redditizia tra i sensori di guida autonoma"", dice Jaiswal. "Una carta a 360 gradi è la sua principale differenza da altre tecnologie sensoriali e le sue capacità riguardanti il \u200b\u200brilevamento di oggetti, anche in condizioni di completa assenza di luce, ha trovato il loro posto tra i produttori di attrezzature originali. Inoltre, il calo esplicito del prezzo della componente più costosa dell'auto senza pilota - il blocco di sensori della posizione laser è probabile che porti all'adozione di localizzatori laser automobilistici. Ad esempio, nel 2016, Velodyne ha introdotto il suo nuovo localizzatore laser Ultra Puck VLP-32A. Secondo le dichiarazioni, questo è il localizzatore laser più conveniente in grado di determinare la SAE (comunità di ingegneri automobilistici), per raggiungere livelli di guida autonoma 1-5, oltre che è molto compatta, rispetto alle versioni precedenti di prodotti di questo settore . A causa dell'architettura a stato solido, il sensore è abbastanza piccolo da montare sugli specchietti esterni della retrovisione, mentre il raggio del rilevamento 3D è aumentato a 200 metri (656 piedi). Velodyne ha stabilito il prezzo obiettivo basato su meno di 300 dollari per unità, che nella scala della produzione automobilistica di massa - una significativa riduzione del prezzo da $ 7900 per precedente blocco compatto di localizzatore laser ".

Inoltre, il localizzatore laser può essere progettato utilizzando tecnologie comprovate dei semiconduttori e la versione a stato solido non dispone di parti in movimento.

"Il localizzatore laser è considerato la tecnologia chiave per la mappatura 3D accurata," Sensazione di auto "e navigazione", - approva Pierre Camba., Direttore del Dipartimento del lavoro con immagini di sviluppo Yole. "La concorrenza avviene nelle prestazioni e nella durata, per questo, vengono utilizzati diodi a infrarossi (SWIR) a onda corta (SWIR), i fotodiodi a valanga o i fotodiodi di valanga single-foton. Anche allegato grandi prezzi per ridurre i prezzi. È principalmente finalizzato a realizzare un localizzatore di semiconduttori laser utilizzando laser controllato, MEMS o GRANDE "Microerkal.

Ma Camuba notò che ci sono diversi approcci alla guida autonoma, e il localizzatore laser non è necessario per ciascuno di essi. "Laser Locator è un'attrezzatura fondamentale per veicoli senza equipaggio, che preferisco chiamare il trasporto robotizzato. In futuro ci saranno molti livelli di autonomia. Potrebbe essere necessario il localizzatore laser per la frenatura di emergenza in condizioni urbane, probabilmente in combinazione con radar e telecamere. Questo approccio multimodale è ora chiaramente definito. Nessuno posa la sua domanda. ".

Il mercato del localizzatore laser crescerà come diminuisce dei prezzi: da 600 milioni di dollari fino ad oggi a 1,2 miliardi nei prossimi cinque anni (figura 2). "Oggi tre punti di ingresso del settore automobilistico: $ 3000, 300 dollari e $ 30", "Egli ha detto. "Le telecamere sono attualmente a un livello di prezzo di $ 30 e un localizzatore laser a 3000 dollari. Lo scopo dei produttori di localizzatori laser è ora di ridurre il prezzo e raggiungere $ 300, senza una significativa perdita di prestazioni. I localizzatori laser probabilmente creati sulla base di approcci dello stato solido appariranno sul mercato per i prossimi tre anni. ".

Questa è una piccola parte del mercato dei sensori visivi. "Il consenso qui è che il profitto dei radar automobilistici e della visione automobilistica è quasi la stessa, ma la visione del 50% è composta da un moderno sistema di assistenza al conducente (ADAS) e del 50% dal sistema di parcheggio", ha dichiarato Camuba. "Abbiamo raggiunto un fatturato di sensori di visione automobilistici in 1 miliardo di dollari nel 2016 e un tasso di crescita annuale medio del 24%. Danni superiori - 7,3 miliardi sono arrivati \u200b\u200bnel campo dei sensori di vista automobilistica entro il 2021. "

Figura 2.
Fonte: lo sviluppo di Yole.

Cosa funziona e cosa no

Amin Kashi., Direttore del Dipartimento dei moderni sistemi di supporto per il conducente e la guida autonoma nella grafica mentore, sussidiaria di Siemens, ha affermato che gli interessi nei locali del laser avevano più di dieci anni fa, a causa del prezzo elevato del radar in quel momento, che costa $ 500 per pezzo. I localizzatori laser sono stati quindi estremamente costosi, fino a $ 260.000 per unità.

"Tre anni fa, un certo numero di aziende o start-up ha iniziato ad essere interessato alla sfera dei localizzatori laser e investire nei suoi mezzi"", Dice Kashi. "Ogni azienda principale ha iniziato improvvisamente a investire denaro o comprare aziende che lavorano nel campo dei localizzatori laser".

Tali società includevano Continental e TRW. Kashi in precedenza ha funzionato a Quaranergy Systems, che ha sviluppato un localizzatore laser meccanico e ora funziona su un localizzatore laser con una griglia fasata. Il localizzatore laser Quanergy Laser è venduto a $ 250 per pezzo.

Nel frattempo, Mentor Graphics offre produttori di apparecchiature originali e grandi aziende con hardware e software, oltre a servizi per la progettazione di localizzatori laser. "Forniamo anche software di elaborazione delle immagini che possono essere eseguiti sui loro sensori. Alla fine, tutti i sensori dovrebbero essere in qualche modo collegati. È necessaria una piattaforma computazionale o un sistema che raccoglie tutte queste informazioni diverse e lo rende comprensibile per il sistema decisionale. Questo è ciò che il nostro interesse è ".

"Le fotocamere, i localizzatori del laser e i radar si completano a vicenda, omettendo le carenze di ciascuna tecnologia", "Egli ha detto. "Questo gioca un ruolo fondamentale, poiché il localizzatore laser può essere meno efficace nella nebbia, con nuvole basse, tempeste di sabbia, forti piogge e pesanti nevicate".

"È ancora necessario avere un'alta risoluzione dei sensori utilizzati su un trasporto senza equipaggio" , notato Amin Kashi. "Ci sono molte aziende che lavorano sulle tecnologie della localizzazione laser, molte startup e hanno concetti molto convincenti. Sarà interessante vedere se la loro strada per la commercializzazione avrà successo. Alcuni di loro sono completamente non originali, ma la transizione da un concetto eccellente al sensore di classe automobilistico è un compito molto difficile. E richiede grandi investimenti ".

I confronti tra diverse tecnologie di localizzazione laser non sono sempre semplici e la concorrenza crescente non li rende più facili.

"Ci sono molte informazioni ingannevoli"- dice Luai Eldada., Direttore esecutivo di Quanergy Startup. "Ci sono persone che producono tradizionali localizzatori laser meccanici: locali ampi localizzatori meccanici meccanici utilizzati sugli elicotteri, e li chiamano uno stato solido ibrido, perché il contenuto del semiconduttore in essi non è zero. È solo una bufala. "

Secondo Eldada, tali prodotti hanno un piccolo chip, nella dimensione del prodotto con un secchio. "Nella sfera automobilistica nessuno utilizza i localizzatori laser meccanici. Siamo fiduciosi che il nostro localizzatore di stato solido sia lo sviluppo più eccitante in quest'area. "

L'anno scorso, Quanergy ha ricevuto $ 90 milioni nel secondo round di investimento, che ha aumentato la quantità totale di investimento privato a 150 milioni di dollari, e ha anche aumentato il costo dell'azienda stessa più di 1 miliardo di dollari. Delphi Automotive, GP Capital, Motus Ventures, Samsung Ventures e Sensata Technologies hanno fatto depositi nel secondo giro di investimento.

Xenomatix. - Un altro avvio, specializzato in localizzatori laser a stato solido. "Le startup stanno ora conducendo negli sviluppi, che sono considerate necessarie nella guida autonoma", - disse Philip Gaines., Direttore esecutivo della compagnia belga. "Alcune grandi aziende trascorrono un sacco di soldi e investono seriamente al fine di ottenere sensori e software richiesti per la guida autonoma. La maggior parte di queste aziende, dal punto di vista della tecnologia, muoversi in una direzione. Ci aspettiamo che tutti affrontino serie difficoltà. Noi, al contrario, si stanno muovendoci in un'altra direzione e rendiamo le cose un po 'diverse. Crediamo che questo sia il modo migliore per superare le difficoltà. ".

"Xenomatix sta cercando di sbarazzarsi del disorientamento quando comunicano tra i sistemi di localizzatore laser relativi al fatto che molti sistemi utilizzano il tempo di volo diretto, emettendo un raggio di luce o un flash di luce", - disse Gaines.. "Il metodo che utilizziamo è inviare migliaia di raggi allo stesso tempo. È abbastanza difficile. Aderire inoltre alle attrezzature di sicurezza per la protezione degli occhi. Questa è la difficoltà più importante che è la stessa per tutti noi. Emettiamo molti raggi allo stesso tempo ed è ancora più difficile. D'altra parte, rende il sistema più affidabile in condizioni reali, dove diversi localizzatori laser funzionano simultaneamente. "

Alcune aziende sostengono che le camere e il radar per la guida autonoma sono sufficienti, ma Gaines non la pensa così. Sostiene che guidando una macchina si verifica nel mondo della circondonna, e il localizzatore laser è indispensabile quando rileva in tutte le direzioni.

Confusione nel mercato

Uno dei grandi problemi del settore è la domanda e i suggerimenti tra produttori originali di attrezzature e aziende leader. I produttori di apparecchiature originali prevedono società leader necessarie da tecnologie avanzate, mentre le aziende leader richiedono tecnologie comprovate prima di poterli presentare ai produttori di apparecchiature originali. Secondo numerosi addetti ai lavori del settore, i fornitori del fornitore non vogliono avere alti costi di ricerca e lavori di sviluppo senza gli obblighi dei produttori di apparecchiature originali nel volume degli appalti.

"L'acquisizione di Mobileye di Intel's Acquisition di Intel - un grande passo avanti nell'introduzione di prodotti high-tech nell'industria automobilistica", - approva Gaines..

Concorrenza sulla strada per il trasporto senza equipaggio e il numero di innovazioni tecnologiche, che è necessario per raggiungere questo obiettivo, cambia alcuni degli approcci utilizzati in precedenza.

"Al momento, la tecnologia della posizione laser è una fusione completamente nuova di tecnologie"- crede Jean-IV Diaten, Presidente della società Québec Company Phantom Intelligence. "Questa unione è dovuta all'industria automobilistica".

Da cinque a dieci anni fa, il localizzatore laser è stato utilizzato principalmente in scopi architettonici, cartografici e militari. I blocchi sembravano enormi dispositivi ingombranti con un numero enorme di specchi.

"Molti sono nel trovare una soluzione", "Egli ha detto. "Ricerche recenti e aziende che sentiamo, stanno cercando di sostituire questi specchi. Riproduciamo il principio di scansione di un localizzatore laser utilizzando MEMS Specchi e il controllo del raggio. Molti metodi di mappatura si muovono in questa direzione. Nell'intelligenza Phantom, siamo fiduciosi che la decisione è di utilizzare un localizzatore laser a scaglie. Localizzatore laser flash - fotocamera 3D analogica. Invece di un raggio stretto, che passa gradualmente attraverso il campo visivo per ricreare l'immagine, c'è un lampo di un impulso laser su un grande spazio, e una pluralità di pixel viene utilizzata per ripristinare l'immagine..

"Lisout laser Locator - Echo Ritorna al sensore", - notato A buon mercato, Sostenitore "più intelligente" che elabora il segnale, come lo chiama. Crede che ci saranno cinque livelli di guida autonoma, il trasporto completamente autonomo apparirà nel 2025 e sarà diffuso nel 2030.

Il vero stato degli affari

Laser Locator è una tecnologia ben nota che ha finalmente trovato un uso favorevole nel mercato.

"Il principio della posizione laser, inviata con la luce dello slancio e l'eco del volo non è cambiato molto."", ha detto una delle fonti del settore. "Il principio fisico non è mai cambiato dall'invenzione, per 40 anni. Le modifiche sono più probabili componenti di componenti e integrazione del sistema. Nessun cambiamento nel principio fondamentale.

La fonte ha notato che il localizzatore laser in scoppio era in fase di sviluppo negli ultimi cinque anni, e in quel periodo è stato simile al sensore CMOS. "La tecnologia del localizzatore laser in scoppio è la sfera che richiede molta attenzione. Fornisce una soluzione molto economica, ma non altissima prestazione. ".

Kevin Watson., Capo anziano del dipartimento di sviluppo microvorizzazione (Redmond, Washington), in disaccordo. "Non penso che questo porterà ad alcuni risultati", ha parlato di un localizzatore laser flare. "Nel corso degli anni, gli scanner laser basati su specchi mensili erano considerati il \u200b\u200bsanto grano dei localizzatori laser, perché sono incredibilmente piccoli, relativamente economici in produzione in grandi quantità e molto affidabili. Inoltre, sufficientemente compatto per nascondere alcuni pezzi in macchina. ".

Watson. Chiama un localizzatore laser "Sensore più importante" nell'elettronica automobilistica. "I sistemi di vista sono fantastici, ma sono assolutamente passivi, e il localizzatore laser è attivo.". Ma il localizzatore laser ha i suoi limiti. Il radar può riconoscere il muro e ha una gamma maggiore, è in grado di lavorare nella nebbia, e la posizione laser e la visione possono essere confuse. "Prima di raggiungere il quarto livello di autonomia (precedenti il \u200b\u200blivello più alto) è ancora lontano.", - disse Watson.. "Non sarà implementato per i prossimi dieci anni. Questo è un problema molto e serio. Anche troppo bisogno di fare ".

Hai bisogno di documentare le circostanze dell'incidente notturno sulla strada? Sistemi di irrigazione del design nelle aree aride? O Studiare possibili monumenti archeologici nascosti dalla foresta o da altri dettagli? I metodi tradizionali di riprese 3D e la ricezione dei dati geospaziali vengono spesi per tempo e denaro. Ma ora ci sono soluzioni più efficienti e rapide per tali scopi.

Lidar (rilevamento della luce e ranging) è una tecnologia di rilevamento remota che utilizza rapidi impulsi laser per creare un modello di sollievo. Lidar perfettamente adatto quando è necessario creare un'esposizione digitale di superficie terrestre ad alta risoluzione per vari scopi. In passato, le organizzazioni sono state costrette a utilizzare singoli sistemi in ogni caso con le proprie caratteristiche.

Ora hanno l'opportunità di utilizzare il sistema Lidar, che è installato sui droni, in modo da ottenere un singolo dispositivo per la mappatura 3D. La serie ScanLook Lidar Serie è installata sulla piattaforma di volo DJI Matrice 600, che consente di ottenere una soluzione efficiente, universale e accurata per il rilevamento 3D basato su tecnologie senza equipaggio.

Esempi di uso pratico di lidar e droni

Paesaggio di modellazione

L'esempio più semplice è quando le nuove tecnologie possono facilitare in modo significativo e fare più efficacemente lavori - pulizia della spazzatura e sporcizia. È noto che il pagamento viene solitamente eseguito per metro quadrato, ma i calcoli non sono sempre accurati, specialmente se c'è una vasta gamma di rifiuti, foglie e cespugli e alberi crescono anche sul territorio. Lidar offre notevoli risparmi rispetto ai metodi dei metodi di ricerca a terra.

Lidar riduce significativamente vari tipi di metodi di ricerca di sollievo. Applicazione di un metodo di ricerca remoto di diversi tipi di oggetti, tra cui erba, foglie o alberi, Lidar può determinare la loro posizione, la velocità di movimento (per oggetti in movimento) e altre caratteristiche. Per fare ciò, utilizzare un raggio laser pulsante, che si riflette dalla superficie degli oggetti. Il risultato di tale processo diventa un modello 3D di contorni topografici del paesaggio, da cui gli utenti possono quindi funzionare. Se ti connetti al processo di studio Dron Matrice 600 con ScanLock, la scansione si verificherà a una velocità di oltre 4 mila metri quadrati. m. al minuto. E ora immagina quanto lavoro possa essere fatto in 20 minuti di tempo di volo?

Documentando PE e incidenti

Lidar è un sistema attivo che utilizza ultravioletto e l'intervallo a infrarossi vicino per creare immagini degli oggetti desiderati. Questo è importante se le circostanze non consentono l'illuminazione esterna per la mappatura di alta qualità. Ad esempio, questo metodo potrebbe essere richiesto di girare le circostanze dell'incidente automobilistico notturno. Per fare ciò, è meglio usare Dron Matrice 600 con tecnologia ScanLook per registrare ed elaborare tutte le informazioni visive necessarie in un volo sopra il sito di crash.

Poiché la soluzione proposta si basa su tecnologie senza equipaggio, gli utenti hanno quasi immediatamente ricevuto informazioni accurate supportate da elementi visivi. Quindi tutto ciò può essere usato come prova nelle prove. Inoltre, l'alta velocità del sondaggio con l'aiuto della scansione dell'aria aiuta a iniziare il processo di evacuazione di persone ferite o morte, auto danneggiate e anche più veloci per pulire il territorio. Pertanto, è possibile per un tempo relativamente breve per liberare la carreggiata per le auto, che è particolarmente importante per le tracce vivaci, oltre a risparmiare considerevoli fondi in tutte le fasi del lavoro.

Layout agricole e paesaggistico

Un altro esempio dell'applicazione di successo delle nuove tecnologie di mappatura 3D è ampia azienda agricole in cui è necessario creare un sistema di irrigazione efficace. Ad esempio, su piantagioni di riso grandi, gli agricoltori devono creare tumuli impermeabili. Ciò richiede una conoscenza accurata del rilievo e delle caratteristiche del terreno. Altrimenti, l'intero sistema che viene creato può essere inefficace e inutile. E ancora una volta la soluzione ottimale diventa Drone Matrice 600 con la tecnologia ScanLock installata su di esso. La raccolta dei dati si verificherà ad una velocità di 183 metri per passaggio. Il processo di lavoro con un grande campo non richiederà molto tempo. Allo stesso tempo, non è necessario, come prima, in attesa dei campi elaborati asciutti in modo da poter prelevare le tecniche appropriate per la raccolta dei dati.

Archeologia

Se i metodi tradizionali di esame di grandi dimensioni, preziosi da un punto di vista storico, i paesaggi hanno chiesto a un anno di lavoro, ora è possibile utilizzare la tecnologia Lidar per eseguire il processo in base alla mappatura 3D in pochi minuti. E ancora la migliore opzione per tale procedura sarà l'installazione di ScanLock su Dron Matrice 600. Posizioni "persi" e intere città antiche saranno aperte nel più breve tempo possibile.

introduzione

Il termine "lidar" è un'abbreviazione della leggera identificazione della luce inglese, rilevamento e vasta (rilevamento e determinazione della gamma con l'aiuto della luce).

Lidar - Tecnologia per ottenere e elaborare informazioni sugli oggetti remoti utilizzando sistemi ottici attivi che utilizzano fenomeni di riflessione leggera e la sua dispersione in supporti trasparenti e traslucidi.

Come dispositivo, il Lidar è un localizzatore ottico per il telerilevamento del supporto aereo e dei supporti acquosi. Inoltre, i barbieri includono localizzatori ottici che consentono di ricevere da remoto di ricevere informazioni sugli oggetti solidi.

I lidar sono richiesti e sono popolari grazie ai vantaggi dei laser usati in essi:

· Coerenza delle radiazioni

· Piccola lunghezza d'onda delle radiazioni e, di conseguenza, piccole perdite dovute alla divergenza

· Potere di radiazione istantanea

La combinazione di queste proprietà rende l'uso del lidar indispensabile a distanze da centinaia di metri a diversi chilometri.

Principio di azione del lidar

La radiazione laser a impulsi viene inviata all'atmosfera. Quindi, atmosfera diffusa nella direzione opposta, la radiazione viene raccolta da un telescopio ed è registrata da un floreodetector con una successiva digitalizzazione dei segnali.

pulse Lidar Teleobiettivo ottico

Lidar lancia rapidamente impulsi brevi di radiazioni laser a un oggetto (superficie) con una frequenza fino a 150.000 impulsi al secondo. Il sensore sullo strumento misura l'intervallo di tempo necessario per restituire il polso. La luce si muove con velocità costante e nota, quindi il lidar può calcolare la distanza tra esso e gli obiettivi con alta precisione.

Ci sono due categorie principali dell'impulso Lidarov: sistemi di micropulso e ad alta energia.

Le Lids Micropulse funzionano su una tecnica di computer più potente con grandi capacità di calcolo.

Questi laser sono meno energia e sono classificati come "sicuri per gli occhi", che permette loro di essere utilizzati quasi senza precauzioni speciali.

Lidar con elevata energia impulso viene utilizzato principalmente per esplorare l'atmosfera, dove vengono spesso utilizzati per misurare vari parametri atmosferici, come altezza, stratificazione e densità di nuvole, proprietà di particelle di cloud, temperatura, pressione, vento, umidità e concentrazione di gas nel atmosfera.

Dispositivo Lidar.

La maggior parte dei lidari consistono in tre parti:

· Trasferire parte

· Parte della reception.

· Sistema di controllo

La parte di trasmissione (A) del lidar contiene la sorgente di radiazione - il laser e il sistema ottico per la formazione del raggio laser di uscita, I.e. Per controllare le dimensioni del punto di uscita e la separazione del raggio.

Nella maggioranza assoluta dei disegni, l'emettitore è un laser forma gli impulsi corti di energia istantanea elevata leggera. La frequenza del polso segue o viene scelta la frequenza di modulazione o viene scelta la frequenza modulante in modo che la pausa tra i due impulsi successivi non sia inferiore al tempo di risposta dagli obiettivi detective (che può essere continuato fisicamente oltre il raggio di calcolo del dispositivo). La selezione della lunghezza d'onda dipende dalla funzione del laser e dai requisiti per la sicurezza e la segretezza del dispositivo; ND: yag laser e lunghezze d'onda sono più utilizzate:

1550 Nm - Radiazione infrarossa, invisibile all'occhio di una persona né per dispositivi tipici della visione notturna. L'occhio non è in grado di concentrare queste onde sulla superficie della retina, quindi la soglia traumatica per l'onda 1550 è significativamente superiore a quella di onde più brevi. Tuttavia, il rischio di danni agli occhi è in realtà superiore a quello degli emettitori della luce visibile - poiché l'occhio non risponde alle radiazioni IR, non funziona e la persona riflessa protettiva naturale non funziona

1064 Nm - Vicino alla radiazione infrarossa dei laser al neodimio e dai laser di Gutterbium, invisibile agli occhi, ma scoprendo dispositivi di visione notturna

532 Nm - Radiazione verde di un laser al neodimio, efficacemente "penetrante" massa d'acqua

355 Nm - Vicino alla radiazione ultravioletta

La parte di ricezione (B) è costituita da un obiettivo (telescopio), filtri spettrali e / o spaziali, elementi di polarizzazione e un floretodetector. La radiazione, riflessa sparsa dall'oggetto in studio, è concentrato dall'ottica ricevente (telescopio), e quindi passa attraverso l'analizzatore dello spettro. Questo dispositivo viene utilizzato per evidenziare gli intervalli di lunghezza d'onda in cui vengono eseguite le osservazioni e, quindi, tagliare la radiazione di sfondo su altre lunghezze d'onda. L'analizzatore può essere un mono- o un policromatore complesso accuratamente personalizzabile o un set di filtri a banda stretta, incluso un filtro a taglio radiazione a una lunghezza d'onda del trasmettitore laser.

L'emettitore e l'unità ricevente possono essere lontani l'uno dall'altro o sono realizzati in un unico blocco, che negli ultimi anni sono soliti. L'asse dell'Emettitore e il ricevitore può essere combinato (schema coassiale) o separato (schema biosico).

Il sistema di controllo (B) esegue le seguenti attività:

one modalità di gestione del lidar;

il controllo della frequenza delle radiazioni di sondaggio del laser;

Misurazione dell'energia di radiazione nell'output e ricevuta da un raggio laser a due frequenze su entrambe le frequenze;

risultati di elaborazione, I.e. Ottenere le caratteristiche spettrali dell'atmosfera, determinazione della presenza e delle concentrazioni di impurità in base ai ritratti spettrali del computer disponibili nel database del computer;

Gestire un sistema di guida Lidar sull'oggetto in studio.

Nel nostro studio, ho deciso di considerare i regimi degli obiettivi utilizzati in vari lidari in dettaglio.

Oggi, tutte le nuove e nuove tecnologie si applicano all'atmosfera dell'atmosfera terrestre, la sua composizione del gas. Uno di questi è il lidar di terreno, aria, basamento cosmico.

Ladara (traslitterazione Lidar. inglese Leggero Rilevamento. e. Ranging.) - Tecnologia per ottenere e elaborare informazioni sugli oggetti remoti con l'aiuto di sistemi ottici attivi utilizzando il riflesso della luce e della dispersione nei supporti trasparenti e traslucidi. Il principio del Lidar non ha grandi differenze dal radar: il raggio direzionale della sorgente di radiazione si riflette dal bersaglio, ritorna alla fonte e viene catturata da un ricevitore altamente sensibile (nel caso di lidar - fotosensibile semiconduttore dispositivo); Il tempo di risposta è direttamente proporzionale alla distanza dal bersaglio. a differenza di radio Mills.Riflettendo eventualmente solo su obiettivi metallici sufficientemente grandi, le onde luminose sono suscettibili alla dispersione in qualsiasi media, anche nell'aria, quindi è possibile non solo determinare la distanza a opaca (luce riflettente) di scopi discreti, ma anche per fissare l'intensità di dispersione leggera in ambienti trasparenti. Il segnale riflesso restituito passa attraverso lo stesso mezzo di disseminazione poiché la fonte dalla sorgente è sottoposta alla dispersione secondaria, pertanto il ripristino dei parametri effettivi del supporto ottico distribuito è un compito abbastanza complesso, risolto sia i metodi analitici chei euristici.

L'esperienza dei paesi occidentali testimonia l'uso di successo di questo non molto tempo fa, la tecnologia puramente militare nei compiti di monitoraggio ambientale, la gestione del traffico aereo, ecc.

Negli anni '60-1970, LIDARS - Locatori laser che operano in Gamme visibili o vicino all'IR Wave - sono stati utilizzati principalmente nell'attrezzatura militare. Oggi vengono applicati con successo per risolvere molti compiti, ad esempio, per monitorare lo stato dell'atmosfera, misurando la velocità del vento, ecc. Montato nelle regioni aeroportuali, i lidar misurano i cambiamenti del vento sul campo di volo, la parte della traccia aerea e altri parametri atmosferici, che sono necessari per garantire la sicurezza del decollo e dell'atterraggio. I buoni risultati danno l'uso di tali sistemi per misurare la gamma, la velocità di Doppler e quando si formano immagini di oggetti situati su un campo di volo. Quindi, uno dei lidar rilasciato dalla società tedesca DLR è situato all'aeroporto di Francoforte tra due piste situate vicine a vicenda. Misura la velocità delle tracce del vortice dell'aria dai motori aeronautico che si avvicinano a una striscia di piantatura, così come il movimento dell'aria su un'altra striscia causata dalla sua approssimazione. Tali informazioni sono state utilizzate dal servizio di controllo del traffico aereo per garantire un atterraggio sicuro di aeromobili in due corsie. Un misuratore di laser robusto compatto di velocità Doppler con scansione conica sviluppata dalla British Company Dra Malvern è installata in tutta l'Inghilterra. La velocità della velocità del vento, ottenuta utilizzando questi dispositivi, integra significativamente i dati del meteodro. Nel 1994-1995, un misuratore di velocità laser è stato testato all'aeroporto di Heathrow (Londra). Tra gli altri compiti, ha dovuto determinare le tracce del vortice dal motore dell'aeromobile e dalla loro propagazione dal vento sul campo estivo ad un'altitudine di 30-150 metri. È interessante notare che durante i test è stato scoperto un effetto imprevisto - il ritorno del vortice dell'aria era quasi con la potenza iniziale nell'area di Glide in circa 70 secondi dopo il passaggio dell'aeromobile. Lidar coerente pulsato sul biossido di carbonio dell'impresa francese Laboratoire de Meteorologie Dynamique (LMD) è usato per misurare l'atmosfera e la velocità del vento. La gamma del dispositivo nella direzione orizzontale è di circa 12 chilometri, nella verticale - fino alla tropopausa. La base dello strumento del Lidar è un laser a CO2 pulsato con pompaggio trasversale, radiazioni a modalità singola e una lunghezza d'onda di 10,6 μm. Per l'espansione del raggio, viene utilizzato un telescopio cassegreno da 17 cm con un asse di prevenzione. Il controllo del raggio viene eseguito utilizzando uno scanner a doppio calibro. Il segnale riflesso è assemblato dallo stesso telescopio e viene convertito da eterodina. Il turno di frequenza è di 30 MHz. Il segnale ricevuto è digitalizzato da oscilloscopio a otto bit con una frequenza di campionamento di 100 MHz. Un computer viene utilizzato per memorizzare i dati. L'alta precisione nel misurare i piccoli cambiamenti di frequenza Doppler è fornita dal Doppler Lidar, che utilizza l'effetto Edge sviluppato nel laboratorio di studi atmosferici della NASA. Nel dispositivo, la frequenza di radiazione del laser è selezionata sul bordo della larghezza di banda del filtro ottico con una risoluzione spettrale elevata. In questo caso, i spostamenti di piccole frequenze cambiano in modo significativo l'ampiezza del segnale misurato. Gli spostamenti di frequenza del segnale Doppler causati da spostamenti del vento sono determinati dalla differenza nella frequenza di radiazione e dalla frequenza del segnale ricevuto riflessa dall'atmosfera. Il Lidar utilizza un laser a stato solido impulso su una granata in alluminio drogato con neodimio (ND: Yag-laser). La lunghezza d'onda delle radiazioni è 1064 Nm, la durata dell'impulso è 15 NS, la larghezza della striscia è di 40 MHz. I segnali riflessi sono raccolti da un telescopio con un diametro di 0,4 m con un campo visivo di 0,2 mrad. La scansione ottica consente di dirigere il raggio nel settore da 30 a 120 ° attraverso l'angolo del luogo e da 0 a 360 ° - ad Azimuth. L'installazione Ladar è stata a domicilio, durante le quali i turni del vento sono stati misurati ad altitudini da 200 a 2000 metri. L'intervallo di misurazione verticalmente era di 22-26 metri. I risultati delle misurazioni della velocità del vento rispetto ai dati delle meteosond. La discrepanza non ha superato 1 m / c e la dispersione dei risultati a 10 misurazioni era inferiore a 0,4 m / s. Gli specialisti del laboratorio degli studi atmosferici si noti che un'elevata precisione di misurazione fornisce opportunità uniche per lo studio dei processi turbolenti negli strati inferiori dell'atmosfera. Oltre alla ricerca scientifica, il dispositivo può essere utilizzato con successo per misurazioni di alta precisione dei turni e della microturbazione del vento nell'area dell'aeroporto. Negli ultimi anni, l'interesse degli scienziati per lo studio della composizione del gas dell'atmosfera terrestre è cresciuta. La loro attenzione è particolarmente attratta dall'ozono come il gas più importante chimicamente attivo. Ozono, situato nella stratosfera, protegge la biosfera della Terra dall'effetto dannoso delle radiazioni ultraviolette del sole. Allo stesso tempo, grandi concentrazioni di ozono nella troposfera contribuiscono allo sviluppo dell'effetto serra e alla formazione dello smog fotochimico, che influisce negativamente sul mondo degli animali e delle piante del pianeta, nonché sulla salute delle persone. Mentre le osservazioni mostrano, dall'inizio degli anni '70, ogni 10 anni, la concentrazione di ozono nella troposfera aumenta di circa il 10% ed è ridotta tanto negli strati inferiori della stratosfera. Ciò suggerisce l'estrema importanza di uno studio approfondito di questi processi. L'alta precisione di misurare la concentrazione dell'ozono nella troposfera fornisce aifonditori di assorbimento differenziale - terra o collocati su aeroplani. Probabilmente lo spazio con due raggi a frequenze diverse, diversamente assorbiti dall'ozono. La concentrazione di ozono nello spazio è calcolata dalla differenza nelle ampiezze di due volte i segnali riflessi, che vengono raccolti da uno o più telescopi. In tali lidar, è particolarmente importante selezionare correttamente le frequenze di radiazione, che, oltre a un diverso assorbimento nell'ozono, deve avere un assorbimento molecolare e particolare minimo. Lidar a terra dell'assorbimento differenziale con una gamma di frequenza di scansione della radiazione laser da 286 a 292 Nm è stata creata dagli specialisti del laboratorio nazionale degli studi oceanici e atmosferici e dell'Istituto di studio ambientale (USA, PColorado). Poiché lo stato dell'atmosfera influisce sulle caratteristiche della radiazione, in particolare la nuvolosità, il Lidar è stato installato ad un'altitudine di 2,7 chilometri sul livello del mare. L'installazione include due identici laser sulla tintura, il pompaggio è prodotto da ND: laser YAG. I laser sono eccitati sequenzialmente con un intervallo di 400 μs. I segnali vengono rilevati da due sistemi autonomi ottimizzati per ricevere segnali da diverse altezze, e dopo l'elaborazione in filtri speciali inserisci i moltiplicatori fotoelettrici. Durante il test, Lidar ha lavorato continuamente più di un giorno, mentre la deviazione della lunghezza d'onda delle radiazioni non ha superato 0,01 Nm. Gli studi sono stati effettuati ad altitudini da quattro chilometri sul livello del mare al livello della stratosfera inferiore (circa 12 chilometri). La fase delle misurazioni in altezza era inferiore a un chilometro. L'accuratezza di determinare la concentrazione di ozono nella troposfera con tempo chiare per questa installazione non era peggiore del 10%. Lidar è in funzione dal 1993. Di recente, i Lidarics sono sempre più installati sugli aeromobili per rilevare i flussi del vento e misurare la loro velocità, determinando la vera velocità dell'aria dell'aeromobile e altri parametri. Inoltre, i barbieri a bordo sono utilizzati nei sistemi di monitoraggio del terreno e nei sistemi di avviso ostacoli. Uno dei primi sistemi laser a base di aria laser è stato il Sistema di misurazione della velocità del vero TRUE del Las (sistema laser True AirSpeed) prodotto dai segnali reali della società inglese e dallo stabilimento radar (RSRE). Nella versione aggiornata, questo sistema viene applicato oggi. Latas è posto nel naso dell'aeromobile. Include un laser di anidride carbonica con una potenza di uscita di 4 W, ottica di polarizzazione su piastre a quarti e mezzi d'onda, nonché un rilevatore su televisione cadmio e mercurio con una striscia da 100 MHz. Per misurare la velocità dell'aria, il lidar è focalizzato ad una distanza di 30-100 m di fronte alla parte nasale dell'aeromobile, per misurare la cesoia del vento - di 250-300 m. La precisione di misurazione della velocità è 0,2 m / S. Su molti aeromobili, in particolare su Karavella Trasporto aereo, combattenti magici, elicotteri Puma, installato Doppler Lidar Crouzet prodotto dallo studio francese Crouzet SA. Si basa su un laser CO2, che emette un segnale continuo con una potenza di uscita 3-W, un rilevatore di diodi con una larghezza di banda di 200 MHz, realizzata su televisione cadmio e mercurio, piastra d'onda di polarizzazione e una piastra di Brewster. La frequenza di eteroodina è impostata quando il raggio è raddoppiato attraverso la cella BRAGG. Il sistema ha utilizzato il telescopio Dalla-Kircham con un'apertura efficace di 7,5 cm. I segnali ricevuti vengono elaborati da un analizzatore di spettro sul tensioattivo. L'intervallo di misurazione delle velocità Doppler è -25 ... + 400 m / s e la gamma di dimensioni è di 10-100 m. Il peso totale del sistema Crouzet è di circa 250 kg. Con ordinanza dei governi della Francia e del Regno Unito, il Consorzio di Dassault Eleclusique (Francia) e GEC Marconi (Regno Unito) sviluppa il localizzatore coerente di aeromobili laser di Clara (radar coerente del laser Airborn) che opera nella gamma 10 micron. Il sistema è progettato per prevenire gli ostacoli, il monitoraggio del trattenimento del terreno, nonché di misurare gli aeromobili dell'aeromobile e il targeting di destinazione. L'attrezzatura include un laser CO2, uno scanner, un processore e un processo di elaborazione del segnale, è posizionato in un contenitore sotto la fusoliera. Rilevamento, classificazione e oggetti di visualizzazione vengono effettuati in tempo reale. Il sistema CLARA è stato testato a bordo A6-E, Aeromobile HS748 e Tornado. Doppler Lidar per la misurazione della velocità del vento del vento (Lidar Doppler a infrarossi del vento) Sviluppa le imprese francesi CNRS e CNS e in collaborazione con il DLR tedesco. Il sistema si basa su un laser sul gas di anidride carbonica con pompaggio trasversale, formando radiazioni a modalità singola. Il laser ha un'ottica corrispondente all'output con un'abilità riflessiva gaussiana, che consente di selezionare un segnale positivo sullo sfondo delle modalità trasversali di alto ordine, nonché sullo sfondo dei segnali di eco dagli obiettivi con una grande riflettività. Il sistema ha utilizzato il telescopio Dalla-Kircham con un asse spostata (il diametro dell'apertura libera - 20 cm, il coefficiente dell'espansione dell'apertura - 15). La lunghezza focale è regolabile da 200 m al valore limite. Le prove di volo Lidar sono passate a bordo dell'Aeromobile Falcon 20 (Fig. 1). Durante il test, è stata eseguita la scansione conica nel settore del 30 ° da Nadir. Periodo di scansione - 20 o 30 secondi, frequenza della ripetizione degli impulsi laser - 4 o 10 Hz. Le buone caratteristiche sono state ottenute all'energia media delle radiazioni di 360 mj e la frequenza di ripetizione di 4 Hz. Ha superato con successo l'installazione del lidar a bordo sviluppata dagli specialisti del laboratorio. Brothers Wright West USA. Il sistema è progettato per la misurazione tridimensionale della distribuzione della velocità del vento in altezza (profilo eolico) in tempo reale. Tali informazioni sono importanti per aumentare la precisione di atterraggio e cadere il carico dall'aeromobile, aumentando la probabilità di targeting obiettivo durante il razzo e le riprese di artiglieria. Il segnale emesso dal laser si riflette dalla polvere e dagli aerosol dell'aria che si muovono nel vento. La velocità del vento è determinata misurando i turni di Doppler dei segnali riflessi da queste particelle. La scansione del raggio laser è un conico, che consente le misurazioni in varie direzioni. Il posizionamento del lidar nel comparto merci dell'aeromobile è mostrato in Fig.2. Misurare il profilo del vento utilizzando questo sistema ha permesso di aumentare l'accuratezza dell'atterraggio durante la registrazione di 2-10 volte. Ampie opportunità per lo studio dell'atmosfera terrestre, conducendo vari studi meteorologici e climatologici, aifoni aperti a base di spazio. Il lungo successo in questo settore ha raggiunto gli specialisti del Longley Research Center (NASA). Hanno creato un sacco di sistemi di lidar del terreno e dell'aviazione per studiare aerosol atmosferici e vapore acqueo, nuvole, fori di ozono. In particolare, nell'ambito dell'esperimento della tecnologia del Lidar in-space) ha sviluppato la prima installazione del Lidar del mondo per esplorare la Terra dallo spazio. Utilizzando l'installazione Lite, è stata studiata la struttura delle nuvole, i processi di formazione di nuvole che si trovano nell'atmosfera di aerosol, inclusa l'origine antropogenica, è stato determinato l'altezza dello strato superficiale dell'atmosfera, la distribuzione della temperatura orizzontale e la densità di I livelli d'aria alle altimetri da 25 a 40 km sono stati misurati, i processi di riflessione laser sono stati analizzati dalle superfici della terra e del mare. Lite ha una progettazione tradizionale di Lidar di rilevamento diretto: trasmissione di un blocco laser, un'unità di allineamento ottico e un'unità ricevente. Il trasmettitore serve ND: yag-laser con una lampada a pompaggio-flash. Per la prenotazione nell'unità di trasmissione, sono installati due identici generatori quantistici, da cui solo uno è in condizioni operative. Il trasmettitore forma simultaneamente armoniche di radiazione con una lunghezza d'onda di 1064, 532 e 355 Nm. Il potere irradiato a queste frequenze è rispettivamente 470, 560 e 160 mJ. L'unità di regolazione ottica contiene un prisma rotante per mantenere il centraggio ottico del raggio laser di uscita e l'angolo di vista del ricevitore. Come parte dell'unità ricevente - un telescopio con un diametro di 1 m, dispositivi di trasmissione del segnale ottico e dispositivi di pre-elaborazione elettronici. Per la separazione del segnale ricevuto in tre componenti di frequenza, viene utilizzato un separatore dicroico. Nei canali di lunghezze d'onda 532 e 355 Nm, è installato un moltiplicatore di fotoelettroni resistenti agli urti, un fotodiodo avalanche sediico viene utilizzato per segnali da 1064 Nm. I filtri di interferenza della banda stretta e un disco di apertura sono forniti anche nel dispositivo, che servono a riconfigurare i dispositivi quando si lavora in giorno e notte. La dimensione dell'apertura del giorno è 1.1 Mrad, la notte - 3,5 mrad. Dopo aver superato i fotodetettori e i filtri, i segnali immettere l'amplificatore elettronico e il convertitore analogico-digitale (ADC). La larghezza della striscia amplificatore è di 2,1 MHz. ADC - 12 bit, con una frequenza di clock di 10 MHz. Periodo di gating dei dati - 550 μs. I dispositivi di elaborazione elettronici includono anche uno schema di resistori installato dopo il primo guadagno in cascata. Il diagramma fornisce una soppressione del segnale entro 0-63 dB. A causa di ciò, un segnale forte riflesso da nuvole densi o la superficie della terra non va oltre la gamma dinamica di ADC a 12 bit. Le operazioni di elaborazione principali producono un processore di segnale ad alta velocità. La massa dell'attrezzatura è di 990 kg. Consumo energetico in condizioni di lavoro - 3,1 kW, nel backup - 560 W. Il potere di radiazione del laser e la divergenza del raggio viene scelto in modo tale che l'intensità del raggio laser sulla superficie della terra fosse significativamente inferiore a quelle adottate da standard sanitari. I dati crollati dai dati cosmici Lidar sono stati trasferiti al terreno con due fili: con una velocità di trasmissione bassa (~ 20,8 Kbps) e alta (~ 2 Mbps). Il primo thread è stato trasmesso attraverso il sistema di comunicazione S-Band, il secondo attraverso il sistema di comunicazione telemetrica. Secondo gli esperti, i test di Lite Lide nelle condizioni spaziali hanno avuto successo. Durante l'esperimento, è stata raccolta una grande quantità di informazioni di alta precisione, sulla base della quale è stato formato un database disponibile pubblicamente sullo stato dell'atmosfera. L'esperimento ha confermato la possibilità di utilizzare i lidar nei voli orbitali a lungo termine. Si prevede che i nuovi sviluppi dei laser di pompaggio diodi ridurranno il consumo energetico, il che ti consentirà di installare dei cumeri su piccoli satelliti.

I complessi Laser Ladar (LLK) sono progettati anche per il controllo remoto operativo della situazione biologica e chimica. I complessi monitorano i cambiamenti anomali nell'atmosfera causata dalla presenza di aerosol in esso, oltre a determinare i parametri del movimento delle nuvole. I complessi sono un sistema remoto automatizzato di controllo operativo della situazione ambientale dei centri industriali e sono in grado di rilevare rapidamente gli incidenti e fornire un supporto informativo per le azioni dei servizi di salvataggio di emergenza.

Il problema del monitoraggio dell'inquinamento ambientale tecnogenico e in particolare dell'aria atmosferica è attualmente estremamente rilevante sia nell'aspetto ambientale che in connessione con problemi moderni della sicurezza pubblica. Le tecnologie del telerilevamento laser del mezzo atmosferico consentono di eliminare le carenze e le limitazioni inerenti ai metodi di monitoraggio locali tradizionali: bassa informatività, la difficoltà di garantire un'ampia area di copertura, un grande momento per la distribuzione di reti di sensori locali e il piace. L'uso di complessi di rilevamento del laser remoto multifunzione mobile è particolarmente efficace - Lidar mobili. Creare un complesso di lidar mobile di piccole dimensioni per il monitoraggio e la previsione della situazione ambientale su oggetti critici (pericolosi) e in aree di probabili attacchi terroristici consentiranno:

determinare le concentrazioni di una vasta gamma di sostanze a distanze fino a 8 km;

aree di visualizzazione in tempo reale delle aree di inquinamento e caratteristiche quantitative della scala dell'infezione;

determinare la diffusione di una nuvola velenosa;

prevedere lo sviluppo di situazioni su oggetti critici;

controllare il contenuto di atmosfera di sostanze pericolose e notificare l'allarme in caso di superamento del PDC o rilevare le emissioni su oggetti o territori controllati.

La scansione del settore della responsabilità può essere eseguita in varie modalità temporali: continuo, periodico e su richiesta dell'operatore (servizio). L'analisi laser consente di determinare il fatto di emissione anomala in pochi minuti, il tipo di sostanza, l'intensità e la direzione della sua propagazione. Tra le sostanze standard di emergenza - sostanze pericolose chimiche (AHKH), è possibile distinguere il seguente elenco di inquinanti, infezione con cui è di interesse nella maggior parte dei territori che richiedono un controllo avanzato:

Ammoniaca - NH 4
Diossido di zolfo - quindi 2
Diossido di azoto - NO 2
Acido salonico - HCl
Prodotti per la raffinazione dell'olio.

Oltre alle sostanze di cui sopra, ci sono minacce per gli incidenti su strutture specifiche per la produzione, lo stoccaggio e lo smaltimento di prodotti chimici particolarmente pericolosi, nonché durante la guida e lo s.

L'uso di metodi Lidar altamente sensibili e sviluppati per rilevare l'atmosfera per sostanze pericolose come assorbimento differenziale (quadrante) e dispersione differenziale (disco), consente di misurare i valori delle concentrazioni ai livelli MDC di lavoratori e aree residenziali. Per l'analisi e la previsione integrata della situazione ambientale, è necessario che tutti i dati ottenuti siano concordati nello spazio, sia nella dimensione delle zone di rivestimento che della risoluzione spaziale, sincronizzate nel tempo e hanno avuto un singolo formato.

Una situazione ambientale anormale o un atto terroristico è accompagnato da una caratteristica emissione di aerosol. Il Lidar Aerosol, costruito sulla base di un laser ER o ND: yag - laser, determina la presenza di un aerosol atmosferico e misura la sua concentrazione, costruisce una distribuzione spaziale in tempo reale e analizza la sua natura fisica. Per questo, l'aerosol mi-lidar e la lidar di polarizzazione sono combinati in un singolo nodo funzionale.

Il lidar dell'assorbimento differenziale della gamma visibile e vicino a un laser impulso ricostruito a due canali sullo zaffiro con il titanio misura remoto la distribuzione di ossidi di azoto, zolfo e ampia serie di inquinanti dell'aria inorganica a livello di MPC.

Lidar multi-spettrale dell'assorbimento differenziale di una gamma a lungo raggio basata su un sintonizzabile impulso con un laser a 2 -TEA misura il campo di concentrazioni di un'ampia classe di sostanze organiche, nonché l'ozono.

L'unione di aerosol e lidar fluorescente, così come i lidar di assorbimento differenziale di Games IR visibili, UV, vicino e a lungo raggio su una singola piattaforma, aumentano le dimensioni del sistema al contenitore in grado di accogliere sul corriere con una capacità di carico di diversi tonnellate. Pertanto, è consigliabile dividere i compiti assegnati al complesso come segue:

1. Rilevamento di emissioni di aerosol e monitoraggio degli altoparlanti (Lidar aerosol);

2. Rilevamento di emissioni di aerosol e identificazione di AHS inorganico (Lidar aerosol, quadrante corto);

3. Rilevamento di emissioni di aerosol e identificazione di AHS organico e OV (Lidar aerosol, quadrante a onde lunghe o passivi e spettrometro).

Informazioni aggiuntive. La composizione e le specifiche delle opzioni proposte sono:

1. Rilevamento di componenti aerosol delle emissioni può essere determinato utilizzando un singolo laser. Il laser per un canale aerosol può essere costruito sulla base di un emettitore di Eurbio di Erbium-più sicuro con una lunghezza d'onda di 1,55 micron o un laser su un vetro neodimio 1,064 μm. Segue l'alta frequenza di impulso consente di eseguire la scansione con un'elevata velocità angolare senza perdita di risoluzione angolare e gli impulsi laser brevi forniscono una risoluzione spaziale elevata.

Il principale complesso TTX

Parametro	Valore
	non meno di 5 km
	non più di 0,5 m
Revisione degli angoli


	0,5 - 11 micron
	1.55 (1.064) μm
	non più di 130 s

Impulso di energia
Durata dell'impulso
Frequenza degli impulsi
Il diametro del telescopio ricevente
Peso del sistema	Meno di 1 tonnellata

) * - con scansione automatica) ** A seconda del passaggio dello scanner e del settore della vista selezionato

Parte dell'apparecchiatura:

Piattaforma rotante (uno scanner uno o due anni)

Il sistema di stabilizzazione termica dei compartimenti del complesso

Attrezzatura per trasmissione dati cablata e wireless

Computer di bordo

Lidar aerosol emettitore laser

Sistema di sincronizzazione dei sottosistemi del complesso

Telescopio di trasmissione ricevente

Ricevitori di radiazioni.

Controllo elettronico analogico e unità diagnostica

Unità di elaborazione dati elettronica digitale

Sistema di alimentazione autonoma

Sistema di videosorveglianza

2. Rilevamento di componenti di aerosol dell'emissione con la possibilità di identificare gli ACH inorganici coinvolge l'uso insieme al lidar aerosol del lidar di assorbimento del differenziale nell'intervallo UV, visibile e vicino all'IR. Le linee di assorbimento della AHS principale si trovano nella gamma della ristrutturazione laser a Titan Sapphire, quindi per così 2 è 300,05 Nm (On) e 299.51 nm (OFF), per n. 2 - 448,25 Nm (ON) 446.83 Nm (OFF).