Лидары — глаза роботов

Около двадцати лет назад лидары начали применяться в робототехнике, а теперь мы можем без страха и сомнений пользоваться автономным транспортом, роботами-пылесосами и другими вещами, оснащенными эффективной технологией. Сегодня мы расскажем о такой важной технологии, как LiDAR.

Лидар (LiDAR) — это технология дистанционного зондирования, позволяющая обнаружить и определить расстояние от себя до объектов.

Первые лидары появились еще в 20 веке и использовались в самолетах для создания карт зданий. С тех пор системы LiDAR развиваются и применяются во многих отраслях.

Принцип работы лидара достаточно прост: система вычисляет, сколько времени необходимо лазерному импульсу, чтобы попасть в объект и вернуться обратно. Как только время будет получено, скорость света определяет расстояние до объекта.

Лидар работает непрерывно и может выпускать около 1 000 000 лазерных импульсов в секунду. Полученный результат может быть преобразован в трехмерное измерение, которое состоит из облака точек. Расстояние, на которое рассчитан LiDAR — десятки и сотни метров.

Система LiDAR считается дорогостоящей технологией. Однако существуют и бюджетные варианты, что обеспечивает доступность данной технологии.

Роботы-пылесосы

Бюджетные системы LiDAR используются в роботах-пылесосах. Лидар по вышеописанному принципу исследует пространство, вращаясь в горизонтальной плоскости на 360°, что позволяет роботу-пылесосу построить трехмерную карту помещения и «видеть» объекты в пространстве примерно так же, как и человек.

Лидарами оснащены и другие роботы. Например, роботы-собаки от компании Unitree могут изучать новую местность, проложить маршруты и создавать 3D-карты.

Беспилотный автомобиль

Сканирующий лидар с круговым обзором позволяет транспортному средству передвигаться автономно, без водителя. Так, например, беспилотное такси уже несколько лет работает в самом высокотехнологичном городе России — Иннополисе.

Лидар с круговым обзором, объединенный с устройствами GPS и другими датчиками, составляет трехмерное изображение окружающего мира вокруг беспилотника и прогнозирует движения участников на дороге. За управление и составление маршрута отвечает центральный процессор. Такие лидары предоставляют максимально точные данные даже в условиях плохой видимости, но и цена на данные технологии довольно высокая.

Дополненная реальность (AR) и фотосъемка

Apple адаптировала лидары под свой смартфоны. Так, встроенный в iPhone 12 Pro Max лидар позволяет создавать более четкие портретные фотографии и видео при ночной съемке.

С помощью лидара в приложениях с дополненной реальностью можно строить трехмерные карты, размещать виртуальные объекты и просматривать дополненную реальность с повышенной четкостью. Смартфоны с лидарами могут быстро сориентироваться и вычислить, где находится объект, а также рассчитать его примерные габариты.

Профессиональные лидары применяются в самых разных направлениях ввиду уникальной способности составлять трехмерные карты. Точность, высокая скорость и проникновение, независимость от освещения и высокое качество — главные преимущества лидара. Именно поэтому лазерное сканирование популярно и используется в:

— археологии;

— сельском хозяйстве;

— геодезии;

— космосе;

— фотограмметрии;

— робототехнике;

— и других отраслях.

Система LiDAR оказывает огромную пользу человеку: мы можем моделировать ландшафт, проводить съемку зданий, собирать данные об особенностях почвы, ускоренно изучать топографию, ездить на автономном транспорте и многое другое. Эта технология постоянно развивается и обретает всё большую популярность. Можно смело утверждать, что в будущем лидары совершат прорыв и в других областях, привнеся огромные перемены в нашу жизнь.