/ / 8 cách sử dụng cảm biến LiDAR ngoài iPhone và iPad

8 cách sử dụng cảm biến LiDAR ngoài iPhone và iPad

Hầu hết mọi người có một số hiểu biết về cách hoạt động của máy quét radar. Được sử dụng trong điều hướng trong nhiều thập kỷ, các cảm biến này gửi tín hiệu vô tuyến theo mọi hướng và đo thời gian phản xạ, do đó cho phép phát hiện các vật thể ở gần.




LiDAR là viết tắt của “Light Detection And Ranging” và tương tự như radar nhưng thay vào đó sử dụng tia laser. Loại cảm biến này được khách hàng biết đến rộng rãi hơn khi Apple bắt đầu đưa nó vào thiết bị của họ.



Sự phát triển của LiDAR: Từ phòng thí nghiệm đến thiết bị Apple

Cảm biến LiDAR đã được sử dụng từ rất lâu trước khi các sản phẩm của Apple giới thiệu chúng. Công nghệ này được tạo ra vào những năm 1960 và là một trong những ứng dụng đầu tiên của chùm tia laze.

LiDAR và radar hoạt động tương tự nhau, nhưng cái sau hơi cơ bản và tốt hơn để định vị, trong khi cái trước cho phép chụp ảnh 3D chi tiết. Ngoài ra, vì tia laser duy trì độ nét cao ở phạm vi xa hơn so với radar nên chúng có thể được sử dụng cùng với máy quét tín hiệu vô tuyến để có thêm thông tin chuyên sâu.

Cuối cùng, cảm biến LiDAR cấp ngành—giống như cảm biến được sử dụng trong thiên văn học—có kích thước lớn bằng một chiếc ô tô nhưng những cảm biến dành cho phạm vi ngắn hơn có thể nhỏ hơn nhiều. Do đó, việc sử dụng có thể rất khác nhau.

Sử dụng LiDAR quy mô lớn

LiDAR được sử dụng chủ yếu cho các ứng dụng quy mô lớn như công nghiệp, chính phủ và khoa học trong nhiều thập kỷ.

1. Thám hiểm không gian

sự khéo léo Máy bay trực thăng sao hỏa của NASA
Tín dụng hình ảnh: NASA/JPL-Caltech/ASU

Kể từ khi được phát minh, LiDAR đã được dùng để lập bản đồ 3D. Trong chuyến thám hiểm Apollo 15 năm 1971, các phi hành gia đã sử dụng cảm biến LiDAR để lập bản đồ bề mặt Mặt trăng.

Công nghệ tương tự vẫn còn được sử dụng ngày nay. Máy bay trực thăng Ingenuity do NASA gửi tới sao Hỏa dựa vào máy quét LiDAR để vận hành bán tự động, đặc biệt là trong quá trình cất cánh và hạ cánh. Vì phải mất bảy phút để thông tin đi từ Trái đất đến Sao Hỏa và các lệnh được gửi trở lại Hành tinh Đỏ, nên Ingenuity cần tự khởi động và cập bến.

2. Nghiên cứu biển sâu

LiDAR cũng có nhiều ứng dụng trên mặt đất hơn. Ví dụ, các tàu khoa học sử dụng máy quét LiDAR trong thân tàu để tạo ra các phiên bản 3D của đáy biển.

Điều này cho phép hiểu rõ hơn về đáy đại dương và có thể được sử dụng để lập bản đồ các dãy núi dưới nước và các đặc điểm khác của đáy biển. Các phương tiện dưới nước (có người lái hoặc không) có thể sử dụng LiDAR để quét chi tiết hơn về môi trường xung quanh.

3. Sinh thái học

Về chủ đề sử dụng khoa học, cảm biến LiDAR cũng có thể được sử dụng để đo môi trường. Một trong những cách sử dụng đầu tiên, vào những năm 1960, là đo các đám mây tự nhiên và ô nhiễm trong không gian đô thị.

Bên cạnh đó, các LiDAR được nhúng trong máy bay hoặc vệ tinh cũng được triển khai để lập bản đồ tán cây, cho phép giám sát nạn phá rừng. Tái trồng rừng cũng có thể được đo lường bằng cách so sánh sự phát triển của cây cối trong một khu vực cụ thể trong một khung thời gian nhất định.

4. Địa hình, Địa chất

Trước khi cảm biến LiDAR trở nên phổ biến rộng rãi cho mục đích sử dụng công nghiệp, bản đồ độ cao đã được tạo bằng cách kết hợp ảnh thông thường và dữ liệu radar. Một chiếc máy bay sẽ bay qua khu vực được lập bản đồ, với một camera chụp ảnh trên không và một radar phát tín hiệu vô tuyến.

Điều đó đòi hỏi một cách tiếp cận gồm hai bước: nhật ký radar phải được đồng bộ hóa với dấu thời gian ảnh sau khi máy bay hạ cánh, khiến nhiệm vụ trở nên tốn thời gian. Sử dụng máy quét LiDAR, ánh xạ 3D được thực hiện—ý định chơi chữ—một cách nhanh chóng và ảnh được sử dụng như một lớp chi tiết bổ sung.

Do các loại đất khác nhau hấp thụ tia laser theo những cách khác nhau nên phương pháp này cũng có thể được sử dụng để nghiên cứu thành phần của mặt đất. Đối với các nhà địa chất, điều này có nghĩa là một bước nghiên cứu nữa sẽ trở nên nhanh hơn nhiều do các cảm biến LiDAR thực hiện một phần nghiên cứu tại chỗ.

5. Giao thông và Giao thông

cố định cảm biến giao thông LiDAR được cài đặt trên cột
Tín dụng hình ảnh: Cory/Wikimedia Commons

Việc thiết kế và vận hành các hệ thống giao thông cũng trở nên dễ dàng hơn với việc sử dụng các cảm biến LiDAR. Thật thú vị, LiDAR có nhiều ứng dụng trong giao thông vận tải, chẳng hạn như đo lường số lượng phương tiện chính xác sử dụng một con đường nhất định, vì vậy có thể lập kế hoạch tốt hơn cho con đường đó.

Giám sát giao thông cũng có công dụng cho máy quét LiDAR. Những cái cố định được sử dụng để theo dõi tình trạng đường theo thời gian thực, trong khi những cái di động có thể được cài đặt dưới dạng bẫy tốc độ hiệu suất cao. Chúng hoạt động tốt hơn bẫy dựa trên radar vì chúng có thể phát hiện biển số của phương tiện vi phạm khi quét.

Sử dụng LiDAR của người tiêu dùng

Kể từ khi Apple đưa LiDAR vào dòng iPad Pro 2020 của họ, nhiều thiết bị điện tử đã bắt đầu tích hợp LiDAR. Mặc dù cho đến nay, không có thương hiệu nào khác sử dụng LiDAR trong điện thoại hoặc máy tính bảng của họ—các nhà sản xuất Android có xu hướng thích cảm biến Time-of-Flight (ToF) hơn—nhiều thiết bị điện tử chúng ta sử dụng hàng ngày có LiDAR.

1. Robot hút bụi

thỏa thuận chân không samsung jet bot

Mặc dù robot hút bụi cấp thấp chỉ dựa vào cảm biến tiệm cận và ghi nhớ khoảng cách để thực hiện công việc của chúng, nhưng robot hút bụi tốt nhất có rất nhiều công nghệ khác. Cảm biến LiDAR là một trong số đó.

Đối với loại thiết bị này, LiDAR cho phép lập bản đồ môi trường chính xác. Với thông tin đó, nó sẽ không cố gắng hút mảnh LEGO bị mất đó khỏi mặt đất và có thể nhận biết rõ hơn những khoảng trống nhỏ giữa các đồ nội thất để làm sạch tốt hơn.

2. Ô tô tự lái

Cảm biến tiệm cận trên xe không có gì mới: chúng đã giúp chúng ta tránh được các tình huống đỗ xe nhỏ trong nhiều thập kỷ. Tuy nhiên, xe tự lái cần công nghệ tiên tiến để tránh tai nạn nghiêm trọng.

Do đó, LiDAR là một phần quan trọng của hệ thống an ninh trong hầu hết các phương tiện tự hành. Nó cho phép cung cấp thông tin chi tiết và tầm xa theo thời gian thực về môi trường xung quanh ô tô, bao gồm các tòa nhà, các phương tiện khác và quan trọng hơn là con người.

Một ngoại lệ đáng chú ý là Tesla, hãng sử dụng cảm biến LiDAR trên các nguyên mẫu để tinh chỉnh hệ thống tự lái của mình. Xe họ bán chỉ có camera đề phòng va chạm. Tuy nhiên, Autopilot của Tesla không được biết đến với sự an toàn mẫu mực.

3. Thiết kế Kiến trúc và Nội thất

Có nhiều ứng dụng hỗ trợ LiDAR dành cho iPhone và iPad, bao gồm một số ứng dụng dành cho kiến ​​trúc và trang trí. Nhưng các chuyên gia có thể yêu cầu các công cụ nâng cao hơn cho nhiệm vụ này.

Cảm biến LiDAR chuyên dụng cho phép kiến ​​trúc sư và nhà thiết kế nội thất tạo bản đồ 3D chính xác về không gian trong nhà và ngoài trời. Bằng cách sử dụng chúng, họ tiết kiệm thời gian đo lường và có thể phát triển các giải pháp tốt hơn cho khách hàng của mình.

Máy quét LiDAR dành cho kiến ​​trúc cũng tích hợp với phần mềm tạo mô hình 3D được các chuyên gia sử dụng để tạo tòa nhà và nội thất. Bằng cách tập hợp tất cả dữ liệu lại với nhau, họ có thể đảm bảo một dự án sẽ trông giống với mô hình kỹ thuật số nhất có thể trong cuộc sống thực.

LiDAR còn nhiều thứ hơn là chỉ Apple

Apple xứng đáng được ghi nhận vì đã mang công nghệ hữu ích như LiDAR đến tay người dùng. Nhưng lịch sử của LiDAR không bắt đầu ở Cupertino; nó sẽ không kết thúc ở đó.

Hầu hết chúng ta đều dựa vào các cảm biến LiDAR hàng ngày—để đi lại, dọn dẹp nhà cửa, thậm chí là đối với tòa nhà chúng ta đang sống—và thậm chí có thể không biết điều đó. Vâng, bây giờ bạn làm.

Similar Posts

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *