يستخدم LiDAR العديد من الاستخدامات الأخرى بخلاف تطبيقات مسح الهاتف الذكي.
معظم الناس لديهم بعض الفهم لكيفية عمل الماسحات الضوئية للرادار. تُستخدم هذه المستشعرات في الملاحة لعقود من الزمن ، وترسل إشارات لاسلكية في كل اتجاه وتقيس المدة التي يستغرقها الانعكاس ، مما يسمح باكتشاف الأشياء القريبة.
يرمز LiDAR إلى "اكتشاف الضوء وتحديد المدى" وهو مشابه للرادار ولكنه يستخدم الليزر بدلاً منه. أصبح هذا النوع من أجهزة الاستشعار معروفًا على نطاق واسع بين العملاء عندما بدأت Apple في تضمينه في أجهزتهم.
تطور LiDAR: من المختبرات إلى أجهزة Apple
تم استخدام مستشعرات LiDAR بالفعل قبل فترة طويلة من عرض منتجات Apple عليها. تم إنشاء هذه التقنية في الستينيات وكانت واحدة من الاستخدامات الأولى لأشعة الليزر.
يعمل LiDAR والرادار بشكل مشابه، ولكن الأخير أساسي إلى حد ما وأفضل لتحديد المواقع ، بينما يسمح الأول بالتصوير المفصل ثلاثي الأبعاد. أيضًا ، نظرًا لأن الليزر يحافظ على دقة عالية في نطاقات أطول من الرادار ، فيمكن استخدامها جنبًا إلى جنب مع ماسحات إشارة الراديو للحصول على مزيد من المعلومات المتعمقة.
وأخيرًا ، فإن مستشعرات LiDAR من الدرجة الصناعية - مثل تلك المستخدمة في علم الفلك - تصبح كبيرة مثل السيارة ، ولكن تلك المخصصة لنطاقات أقصر يمكن أن تكون أصغر بكثير. وبسبب ذلك ، تتنوع الاستخدامات الممكنة على نطاق واسع.
استخدامات الليدار واسعة النطاق
تم استخدام LiDAR بشكل أساسي للتطبيقات واسعة النطاق مثل الصناعة والحكومة والعلوم لعقود.
1. استكشاف الفضاء
منذ اختراعه ، تم تصميم LiDAR لرسم الخرائط ثلاثية الأبعاد. خلال بعثة أبولو 15 في عام 1971 ، استخدم رواد الفضاء مستشعرات LiDAR لرسم خريطة لسطح القمر.
نفس التقنية لا تزال قيد الاستخدام في الوقت الحاضر. تعتمد مروحية الإبداع التي أرسلتها وكالة ناسا إلى المريخ على ماسحات LiDAR للتشغيل شبه المستقل ، خاصة أثناء الإقلاع والهبوط. نظرًا لأن المعلومات تستغرق سبع دقائق للانتقال من الأرض إلى المريخ وإرسال الأوامر مرة أخرى إلى الكوكب الأحمر ، فإن Ingenuity يحتاج إلى الإطلاق والرسو من تلقاء نفسه.
2. دراسات أعماق البحار
يحتوي LiDAR على المزيد من التطبيقات الأرضية أيضًا. على سبيل المثال ، تستخدم السفن العلمية ماسحات LiDAR في أجسامها لإنشاء نسخ ثلاثية الأبعاد من قاع البحر.
يتيح ذلك فهمًا أفضل لقاع المحيط ويمكن استخدامه لرسم خرائط لسلاسل الجبال تحت الماء وميزات قاع البحر الأخرى. يمكن للمركبات شبه المائية (المأهولة أو غير المأهولة) استخدام LiDAR لإجراء مسح أكثر تفصيلاً لمحيطها.
3. علم البيئة
أثناء الحديث عن موضوع الاستخدام العلمي ، يمكن استخدام مستشعرات LiDAR للقياسات البيئية أيضًا. كانت إحدى الاستخدامات الأولى ، في الستينيات ، قياس السحب الطبيعية والتلوثية في المساحات الحضرية.
إلى جانب ذلك ، يتم أيضًا نشر LiDARs المدمجة في الطائرات أو الأقمار الصناعية لرسم خرائط ، مما يسمح بمراقبة إزالة الغابات. يمكن أيضًا قياس إعادة التحريج من خلال مقارنة نمو الأشجار في منطقة معينة خلال إطار زمني معين.
4. الطبوغرافيا والجيولوجيا
قبل أن تصبح مستشعرات LiDAR متاحة على نطاق واسع للاستخدامات الصناعية ، تم إنشاء خرائط الارتفاع من خلال الجمع بين الصور العادية وبيانات الرادار. ستطير طائرة فوق المنطقة المراد رسمها على الخريطة ، مع كاميرا تلتقط صورًا محمولة جواً ورادارًا ينبعث من إشارات الراديو.
يتطلب ذلك نهجًا من خطوتين: يجب مزامنة سجلات الرادار مع الطوابع الزمنية للصور بعد هبوط الطائرة ، مما يجعل المهمة تستغرق وقتًا طويلاً. باستخدام الماسحات الضوئية LiDAR ، يتم إجراء التعيين ثلاثي الأبعاد — المقصود من التورية — أثناء التنقل ، ويتم استخدام الصور كطبقة إضافية من التفاصيل.
نظرًا لأن التربة المختلفة تمتص الليزر بطرق مختلفة ، يمكن أيضًا استخدام هذا النهج لدراسة تكوين الأرض. بالنسبة لعلماء الجيولوجيا ، هذا يعني أن خطوة أخرى من البحث تصبح أسرع بكثير منذ أن قامت مستشعرات LiDAR جزئيًا بإجراء الدراسة في الموقع.
5. النقل والمرور
أصبح تصميم وتشغيل أنظمة المرور أسهل مع استخدام مستشعرات LiDAR أيضًا. ومن المثير للاهتمام ، أن نظام LiDAR له العديد من التطبيقات في مجال النقل ، مثل قياس عدد محدد من المركبات التي تستخدم مسارًا معينًا ، لذلك يمكن تطوير تخطيط أفضل لهذا الطريق.
مراقبة حركة المرور لها أيضًا استخدامات للماسحات الضوئية LiDAR. يتم استخدام الثابتة لمراقبة حالة الطريق في الوقت الفعلي ، في حين يمكن تثبيت المصائد المنقولة كمصائد عالية السرعة. تعمل هذه بشكل أفضل من المصائد القائمة على الرادار حيث يمكنها اكتشاف لوحة ترخيص السيارة المخالفة عند المسح.
استخدامات المستهلك الليدار
منذ أن قامت Apple بتضمين LiDAR في خط iPad Pro لعام 2020 ، بدأت العديد من الأجهزة الإلكترونية في دمج LiDAR. على الرغم من عدم وجود علامة تجارية أخرى تستخدم LiDAR في هواتفها أو أجهزة الكمبيوتر اللوحية الخاصة بها حتى الآن ، إلا أن مصنعي Android يفضلون ذلك مستشعرات وقت الرحلة (ToF)—تحتوي العديد من الأجهزة الإلكترونية التي نستخدمها يوميًا على LiDAR.
1. المكانس الروبوتية
بينما تعتمد المكانس الروبوتية للمبتدئين فقط على مستشعرات القرب وحفظ المسافات للقيام بعملهم ، فإن أفضل مكانس روبوت لديها الكثير من التقنيات الأخرى. مستشعرات LiDAR هي واحدة من هؤلاء.
بالنسبة لهذا النوع من الأجهزة ، يسمح LiDAR برسم خرائط دقيقة للبيئة. باستخدام هذه المعلومات ، لن يحاول امتصاص قطعة LEGO المفقودة من الأرض ويمكنه أن يدرك بشكل أفضل الفجوات الصغيرة بين الأثاث لتنظيف أفضل.
2. سيارات ذاتية القيادة
ليست مستشعرات القرب في المركبات شيئًا جديدًا: فهي تساعدنا على تجنب المواقف البسيطة لركن السيارة منذ عقود. ومع ذلك ، تحتاج السيارات ذاتية القيادة إلى تقنية متقدمة لتجنب الحوادث الخطيرة.
لهذا السبب ، يعد LiDAR جزءًا مهمًا من أنظمة الأمان في معظم المركبات ذاتية القيادة. فهو يسمح بالحصول على معلومات مفصلة وطويلة المدى في الوقت الفعلي حول محيط السيارة ، بما في ذلك المباني والمركبات الأخرى والأهم من ذلك الأشخاص.
أحد الاستثناءات الملحوظة هو Tesla ، التي تستخدم مستشعرات LiDAR في نماذجها الأولية لضبط نظام القيادة الذاتية الخاص بها. المركبات التي يبيعونها بها كاميرات فقط لمنع الاصطدام. لكن، لا يُعرف الطيار الآلي في Tesla بأمانه النموذجي.
3. العمارة والتصميم الداخلي
هناك العديد من التطبيقات التي تدعم LiDAR لأجهزة iPhone و iPad، بما في ذلك بعض للهندسة المعمارية والديكور. لكن قد يحتاج المحترفون إلى أدوات أكثر تقدمًا للمهمة.
تسمح مستشعرات LiDAR المخصصة للمهندسين المعماريين ومصممي الديكور الداخلي بإنشاء خرائط ثلاثية الأبعاد دقيقة للمساحات الداخلية والخارجية. باستخدام هؤلاء ، فهم يوفرون الوقت في القياسات ويمكنهم تطوير حلول أفضل لعملائهم.
تتكامل الماسحات الضوئية LiDAR للهندسة المعمارية أيضًا مع برامج النمذجة ثلاثية الأبعاد التي يستخدمها المحترفون لإنشاء المباني والأثاث. من خلال جمع جميع البيانات معًا ، يمكنهم ضمان أن يبدو المشروع ، في الحياة الواقعية ، مشابهًا للنماذج الرقمية قدر الإمكان.
هناك ما هو أكثر بكثير من LiDAR من مجرد Apple
تستحق Apple بعض التقدير لجلب التكنولوجيا المفيدة مثل LiDAR إلى أيدي مستخدميها. لكن تاريخ ليدار لم يبدأ في كوبرتينو. ولن تنتهي عند هذا الحد.
يعتمد معظمنا على مستشعرات LiDAR يوميًا - للتنقل وتنظيف المنزل وحتى بالنسبة للمبنى الذي نعيش فيه - وقد لا نعرفه حتى. حسنًا ، أنت تفعل الآن.
