8 andra användningsområden för LiDAR-sensorer än iPhones och iPads

De flesta människor har en viss förståelse för hur radarskannrar fungerar. Dessa sensorer, som har använts i navigering i årtionden, skickar radiosignaler i alla riktningar och mäter hur lång tid det tar att reflekteras, vilket möjliggör detektering av närliggande föremål.

LiDAR står för "Light Detection And Ranging" och liknar radar men använder istället laser. Den här typen av sensorer blev mer kända bland kunder när Apple började inkludera den i sina enheter.

LiDAR Evolution: Från Labs till Apple-enheter

LiDAR-sensorer användes redan långt innan Apples produkter innehöll dem. Tekniken skapades på 1960-talet och var en av de första användningsområdena för laserstrålar.

LiDAR och radar fungerar på liknande sätt, men den senare är något grundläggande och bättre för positionering, medan den förra tillåter detaljerad 3D-bild. Eftersom lasrar har hög upplösning på längre avstånd än radar, kan de användas tillsammans med radiosignalskannrar för mer djupgående information.

Slutligen blir LiDAR-sensorer av branschklass – som de som används inom astronomi – lika stora som en bil, men de som är avsedda för kortare avstånd kan vara mycket mindre. På grund av det varierar de möjliga användningarna mycket.

Användning av LiDAR i stor skala

LiDAR användes främst för storskaliga applikationer som industri, myndigheter och vetenskap i decennier.

1. Utforskning av rymden

Sedan dess uppfinning har LiDAR varit avsedd för 3D-kartläggning. Under Apollo 15-expeditionen 1971 använde astronauter LiDAR-sensorer för att kartlägga månens yta.

Samma teknik används fortfarande nuförtiden. Ingenuity-helikoptern som skickats av NASA till Mars är beroende av LiDAR-skannrar för semi-autonom drift, särskilt under start och landning. Eftersom det tar sju minuter för information att resa från jorden till Mars och kommandon att skickas tillbaka till den röda planeten, måste uppfinningsrikedomen starta och docka på egen hand.

2. Djuphavsstudier

LiDAR har också fler markbaserade applikationer. Till exempel använder vetenskapliga fartyg LiDAR-skannrar i sina skrov för att skapa 3D-versioner av havsbotten.

Detta möjliggör en bättre förståelse av havsbotten och kan användas för att kartlägga bergskedjor under vattnet och andra havsbottenegenskaper. Subakvatiska fordon (bemannade eller ej) kan använda LiDAR för ännu mer detaljerad skanning av sin omgivning.

3. Ekologi

Medan det handlar om vetenskaplig användning, kan LiDAR-sensorer också användas för miljömätningar. En av de första användningarna, redan på 1960-talet, var att mäta naturliga moln och föroreningsmoln i stadsrum.

Dessutom används LiDARs inbäddade i flygplan eller satelliter för att kartlägga baldakiner, vilket möjliggör övervakning av avskogning. Återplantering av skog kan också mätas genom att jämföra tillväxten av träd i ett specifikt område under en given tidsram.

4. Topografi och geologi

Innan LiDAR-sensorer blev allmänt tillgängliga för industriellt bruk skapades höjdkartor genom att kombinera vanliga foton och radardata. Ett flygplan skulle flyga över området för att kartläggas, med en kamera som tog luftburna bilder och en radar som sänder ut radiosignaler.

Det krävde en tvåstegsinriktning: radarloggarna måste synkroniseras med fototidsstämplarna efter att planet landat, vilket gjorde uppgiften tidskrävande. Med hjälp av LiDAR-skannrar görs 3D-kartläggningen – ordlek – i farten, och foton används som ett extra lager av detaljer.

Eftersom olika jordar absorberar lasern på olika sätt, kan detta tillvägagångssätt också användas för att studera markens sammansättning. För geologer innebär detta att ytterligare ett steg i forskningen blir mycket snabbare eftersom LiDAR-sensorerna delvis gör studien på plats.

5. Transport och Trafik

Utformningen och driften av trafiksystem blir enklare med användningen av LiDAR-sensorer också. Intressant nog har LiDAR många applikationer inom transport, som att mäta ett exakt antal fordon som använder en given väg, så bättre planering kan utvecklas för den vägen.

Trafikövervakning har också användningsområden för LiDAR-skannrar. Fasta används för övervakning av vägtillståndet i realtid, medan rörliga kan installeras som högpresterande fartfällor. Dessa fungerar bättre än radarbaserade fällor eftersom de kan upptäcka det felande fordonets registreringsskylt vid skanning.

Konsument LiDAR Använder

Sedan Apple inkluderade LiDAR i sin 2020 iPad Pro-linje började många elektronik att integrera LiDAR. Medan inget annat märke använder LiDAR i sina telefoner eller surfplattor än så länge – tenderar Android-tillverkare att föredra Time-of-Flight (ToF) sensorer— Många elektronik vi använder dagligen har LiDAR.

1. Robotdammsugare

Medan robotdammsugare på nybörjarnivå enbart förlitar sig på närhetssensorer och memorering av avstånd för att göra sitt jobb, bästa robotdammsugare har massor av annan teknik. LiDAR-sensorer är en av dessa.

För denna typ av enhet tillåter LiDAR exakt miljökartläggning. Med den informationen kommer den inte att försöka suga den förlorade LEGO-biten från marken och kan vara bättre medveten om små luckor mellan möbler för bättre rengöring.

2. Självkörande bilar

Närhetssensorer på fordon är inget nytt: de har hjälpt oss att undvika mindre parkeringssituationer i årtionden. Självkörande bilar behöver dock avancerad teknik för att undvika allvarliga olyckor.

På grund av det är LiDAR en avgörande del av säkerhetssystemen i de flesta autonoma fordon. Det möjliggör detaljerad och långdistansinformation i realtid om bilens omgivning, inklusive byggnader, andra fordon och, ännu viktigare, människor.

Ett anmärkningsvärt undantag är Tesla, som använder LiDAR-sensorer på sina prototyper för att finjustera sitt självkörande system. Fordonen de säljer har bara kameror för att förhindra en kollision. Dock, Teslas autopilot är inte känd för sin exemplariska säkerhet.

3. Arkitektur och inredning

Det är många LiDAR-aktiverade appar för iPhone och iPad, inklusive några för arkitektur och dekoration. Men proffs kan behöva mer avancerade verktyg för uppgiften.

Dedikerade LiDAR-sensorer tillåter arkitekter och inredningsarkitekter att skapa exakta 3D-kartor över inomhus- och utomhusutrymmen. Genom att använda dessa sparar de tid i mätningar och kan bättre utveckla lösningar för sina kunder.

LiDAR-skannrar för arkitektur integreras också med 3D-modelleringsprogramvara som används av proffs för att skapa byggnader och möbler. Genom att ha all data tillsammans kan de säkerställa att ett projekt kommer att se ut, i verkligheten, så likt de digitala modellerna som möjligt.

Det finns mycket mer i LiDAR än bara Apple

Apple förtjänar lite beröm för att ha gett tekniken lika användbar som LiDAR till sina användare. Men LiDARs historia började inte på Cupertino; det kommer inte heller att sluta där.

De flesta av oss litar på LiDAR-sensorer dagligen – för pendling, hemstädning, även för byggnaden vi bor i – och kanske inte ens vet om det. Nåväl, nu gör du det.