¡Una guía de lo que realmente es la tecnología LIDAR!

LIDAR, desde hace 4 o 5 días, todos hemos oído hablar de esta tecnología en las noticias simplemente porque dos empresas conocidas, una de ellas un gigante de TI (Google y otra, el servicio de taxi de rápido crecimiento), Uber, están peleando por ella. Bueno, no voy a entrar en detalles de esta disputa, ni nada parecido a defender a alguien de la compañía o cualquier hecho como qué compañía inventó esto o patentó esto, cómo comenzó toda esta disputa, etc., etc.

Pero seguramente este blog le brindará algunos datos, así como algunos conceptos básicos sobre la tecnología LIDAR y algunas aplicaciones actuales de esta tecnología.

¿Qué es la tecnología LIDAR?

LIDAR, significa Detección y alcance de luz, es un método de detección remota que utiliza luz en forma de láser pulsado para medir alcances (distancias variables) a la Tierra. Estos pulsos de luz, combinados con otros datos registrados por el sistema aerotransportado, generan información tridimensional precisa sobre la forma del objeto objetivo y las características de su superficie.

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Los sistemas LIDAR permiten científicos y profesionales de la cartografía para examinar entornos naturales y artificiales con exactitud, precisión y flexibilidad. Los científicos de la NOAA están utilizando LIDAR para producir mapas costeros más precisos, crear modelos de elevación digitales para su uso en sistemas de información geográfica, para ayudar en operaciones de respuesta de emergencia y en muchas otras aplicaciones.

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Tipos de LIDAR

LIDAR aéreo:

Con LIDAR aéreo, el sistema es instalado en un avión o en un helicóptero. La luz láser infrarroja se emite hacia el suelo y regresa al sensor LIDAR en el aire en movimiento. Hay dos tipos de sensores aéreos:

Topográfico: el LIDAR topográfico normalmente usa un láser de infrarrojo cercano para mapear la tierra.

Batimétrico: el LIDAR batimétrico usa luz verde que penetra el agua para también medir las elevaciones del fondo marino y del lecho de los ríos.

LIDAR terrestre:

El LIDAR terrestre recopila puntos muy densos y muy precisos, lo que permite obtener datos precisos. identificación de objetos. Estas densas nubes de puntos se pueden utilizar para gestionar instalaciones, realizar estudios de carreteras y ferrocarriles e incluso crear modelos de ciudades en 3D para espacios exteriores e interiores. Hay dos tipos principales de LIDAR terrestre:

Móvil: LIDAR móvil es la colección de nubes de puntos LIDAR desde una plataforma en movimiento. Los sistemas LIDAR móviles pueden incluir cualquier número de LIDA Sensores R montados en un vehículo en movimiento.

Estático: LIDAR estático es la recopilación de nubes de puntos LIDAR desde una ubicación estática. El sistema LIDAR estático se monta en un trípode o dispositivo estacionario que es un sistema de imágenes y alcance portátil basado en láser. Estos sistemas pueden recopilar nubes de puntos LIDAR tanto en el interior como en el exterior de los edificios. Las aplicaciones comunes para este tipo de LIDAR son la ingeniería, la minería, la topografía y la arqueología.

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¿Cómo funciona?

El principio de LIDAR es similar al instrumento electrónico de medición de distancias (EMI), donde se dispara un láser (pulso u onda continua) desde un transmisor y se captura la energía reflejada. Utilizando el tiempo de recorrido de este láser se determina la distancia entre el transmisor y el reflector. El reflector pueden ser objetos naturales o un reflector artificial como un prisma.

La medición se puede explicar simplemente con la siguiente ecuación:

En otras palabras, sensores LIDAR Funciona de manera similar a la tecnología de radar, pero en lugar de utilizar ondas de radio, utiliza pulsos de luz láser que van hasta 10.000 veces por segundo. Se emite un pulso de luz y se registra el momento preciso de su emisión. Se detecta el reflejo de ese pulso y se registra la hora precisa de recepción. Utilizando la velocidad constante de la luz, el retraso se puede convertir en una distancia de "rango inclinado". Y la coordenada XYZ de la superficie reflectante se puede calcular utilizando la posición y orientación del sensor como referencia.

A continuación se enumeran las piezas de un sistema LIDAR que trabajan juntas para producir resultados utilizables y de alta precisión:

Láser: los láseres se clasifican por su longitud de onda. Los láseres con una longitud de onda de 1550 nm son una alternativa común, ya que no se enfocan con el ojo y son "seguros para la vista" a niveles de potencia mucho más altos. Estas longitudes de onda se utilizan para fines de mayor alcance y menor precisión. Otra ventaja de las longitudes de onda de 1550 nm es que no se ven bajo gafas de visión nocturna y, por lo tanto, son muy adecuadas para aplicaciones militares.

Sensores LIDAR: escanean el suelo de lado a lado mientras el avión vuela. El sensor suele estar en bandas verdes o de infrarrojo cercano.

Unidades de medición inercial: rastrea la altitud y la ubicación del avión. Estas variables son importantes para lograr valores precisos de elevación del terreno.

Computadoras: se utilizan para sistemas de gestión y almacenamiento de datos que almacena los datos proporcionados por el escaneo realizado por el sistema.

Escáneres y ópticas: la velocidad a la que se pueden revelar las imágenes se ve afectada por la velocidad a la que se pueden escanear en el sistema.

Electrónica fotodetector y receptor: el fotodetector es el dispositivo que lee y registra la señal que regresa al sistema.

Reloj de alta precisión: registra el tiempo que el pulso láser sale y regresa al escáner .

Sistemas de navegación y posicionamiento: los receptores GPS ayudan a rastrear la altitud y la ubicación del avión. Estas variables son importantes para lograr valores precisos de elevación del terreno.

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Espero que a estas alturas ya tengas una idea de lo que es la tecnología LIDAR. Qué es y cuál es el propósito del uso de esta tecnología. Waymo, el negocio de vehículos autónomos de Google, está utilizando esta tecnología en vehículos autónomos para ayudarlos a escanear y detectar obstáculos en la carretera y con eso algunos cálculos de software avanzados dan los resultados en forma de cambio de dirección que hacen los vehículos en movimiento. luego se ejecuta. Y si hablamos de Uber, la tecnología LIDAR se está utilizando en sus taxis sin conductor para aumentar sus servicios a las personas.

El método de detectar obstáculos enviando señales, recibiendo el reflejo y luego calculando el La diferencia de tiempo para conocer la posición del objeto no es del todo nueva en el mundo de la tecnología. Tampoco el uso de luces láser en este método es nuevo. Lo nuevo aquí es el uso y desarrollo de esta técnica para utilizarla en el mecanismo de vehículos autónomos.

En el próximo blog enumeraré algunas áreas donde se está utilizando esta tecnología y el propósito para el que se utiliza. se logra mediante el uso de tecnología LIDAR.

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