RADAR so với LiDAR: Sự khác biệt là gì?
RADAR và LiDAR đều là công nghệ dựa trên sóng phát hiện, theo dõi và hình ảnh môi trường. Mặc dù hai công nghệ này phục vụ các mục đích tương tự nhau, nhưng chúng khác nhau về cách thức hoạt động. Những khác biệt này sau đó làm cho chúng phù hợp với các tình huống khác nhau, nơi bạn sẽ ưu tiên cái này hơn cái kia.
Cả hai công nghệ này đều truyền sóng và nhận sóng phản xạ. Sau đó, họ tính khoảng thời gian sóng phản xạ quay trở lại, tính toán khoảng cách và cuối cùng đưa ra hình ảnh về môi trường. Nhưng khi RADAR sử dụng sóng vô tuyến, LiDAR sử dụng sóng ánh sáng. Hãy xem làm thế nào sự khác biệt này phân biệt thêm hai điều này.
Mục Lục
RADAR là gì?
Ý tưởng về RADAR, hay Dò tìm và Đo sóng vô tuyến, được giới thiệu vào năm 1935 và được phát triển sau này để trở thành RADAR như chúng ta biết hiện nay. Thiết bị RADAR đi kèm với một bộ phát, ăng ten và bộ thu.
Máy phát tạo ra sóng vô tuyến được khuếch đại và gửi qua ăng-ten. Những sóng này được gửi đến môi trường, nơi chúng bị dội ngược trở lại từ các vật thể mà chúng va chạm.
Sau đó máy thu nhận các sóng phản xạ. Sóng vô tuyến truyền đi với tốc độ không đổi, vì vậy RADAR có thể tính toán khoảng cách của vật thể, dựa trên thời gian để sóng truyền trở lại máy thu.
Sóng vô tuyến có thể có bước sóng từ 3 mm đến hàng nghìn mét. Bước sóng lớn hơn có nghĩa là tần số thấp hơn và ngược lại. Các RADAR sử dụng sóng vô tuyến tần số cao, sóng ngắn có phạm vi phát hiện ngắn hơn nhưng mang lại hình ảnh rõ ràng hơn nhiều.
RADAR được phân loại theo bước sóng của sóng vô tuyến của chúng. Có bảy dải chung của RADARS.
| Băng tần rađa | Tần số (GHz) | Bước sóng (cm) |
|---|---|---|
| Milimét | 40-100 | 0,75-0,30 |
| Ka | 26,5-40 | 1,1-0,75 |
| K | 18-26,5 | 1,7-1,1 |
| Ku | 12,5-18 | 2,4-1,7 |
| X | 8-12,5 | 3,75-2,4 |
| C | 4-8 | 7,5-3,75 |
| S | 2-4 | 15-7,5 |
| L | 1-2 | 30-15 |
| UHF | 0,3-1 | 100-30 |
Mặc dù sóng vô tuyến có thể có bước sóng trên 100 cm, chúng không được sử dụng trong RADAR vì chúng không cung cấp đủ độ chính xác và độ chính xác trong hình ảnh.
RADAR được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau, chẳng hạn như trong tàu và máy bay để điều hướng trong điều kiện thời tiết xấu, trong ô tô làm cảm biến đỗ xe và các nhà thiên văn học để phát hiện những thay đổi trong khí quyển.
LiDAR là gì?
LiDAR hay còn gọi là Phát hiện và Định lượng ánh sáng được phát minh sau RADAR vài thập kỷ. Thay vì sóng vô tuyến, LiDAR sử dụng sóng ánh sáng để phát hiện các vật thể xung quanh và theo dõi chúng.
Một thiết bị LiDAR đi kèm với một bộ phát và một bộ thu. Máy phát bắn sóng ánh sáng, thường ở dạng laser, sau đó phản xạ từ các vật thể và quay trở lại máy thu.
Thời gian để sóng ánh sáng quay trở lại thiết bị LiDAR là thước đo khoảng cách nó nằm ở đâu. Thiết bị LiDAR có thể nhanh chóng tạo ra hình ảnh đầy đủ về môi trường xung quanh bằng cách chụp các sóng ánh sáng theo mọi hướng.
Sóng ánh sáng có bước sóng rất ngắn và sóng được sử dụng trong LiDAR thường có chiều dài khoảng 950 nanomet. Đây là một ý tưởng về độ nhỏ của một nanomet: Nếu bạn chia một thanh dài một mét thành một tỷ phần bằng nhau và nhặt một thanh lên, một mảnh đó sẽ dài một nanomet.
Do độ chính xác cao, LiDAR có thể cung cấp hình ảnh 3D chi tiết của môi trường. Điều này làm cho các LiDAR trở nên mong muốn cho các mục đích sử dụng khác nhau, chẳng hạn như tạo bản đồ 3D về rừng và hệ sinh thái, hoặc thậm chí là bản đồ cấu trúc liên kết của các hành tinh khác.
LiDAR cũng được sử dụng trong xe tự hành, vì độ chính xác vượt trội của chúng cho phép xe tự lái hiểu rõ hơn những gì đang ở phía trước của chúng.
RADAR so với LiDAR
RADAR và LiDAR đều là các công nghệ phát hiện và khác nhau dựa trên sóng. Cả hai đều giống nhau về cách thức hoạt động, ngoại trừ việc RADAR sử dụng sóng vô tuyến, trong khi LiDAR sử dụng sóng ánh sáng. Tuy nhiên, RADAR và LiDAR được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau do các đặc tính khác nhau của chúng. Hãy xem cả hai so sánh với nhau như thế nào.
Độ phân giải và độ rõ ràng
Có sẵn các dải RADAR khác nhau và mỗi dải sử dụng một dải sóng vô tuyến cụ thể. Điều này làm cho một RADAR khác với một RADAR khác. Tuy nhiên, như đã đề cập trước đây, một sóng có tần số cao hơn và bước sóng nhỏ hơn có thể mang lại hình ảnh rõ ràng hơn. Chính vì lý do này, các RADAR băng tần milimet có độ rõ nét và độ phân giải cao nhất.
LiDAR tạo ra hình ảnh rõ ràng hơn nhiều so với RADAR. Ngay cả độ phân giải của RADAR băng tần milimet vẫn thấp hơn đáng kể so với LiDAR. Điều này là do các sóng vô tuyến nhỏ nhất vẫn lớn hơn rất nhiều so với sóng ánh sáng khi xét về bước sóng.
độ tin cậy
LiDARs gửi và nhận sóng ánh sáng để đánh giá khoảng cách của các vật thể trong môi trường của chúng. Vấn đề tiềm ẩn với phương pháp này là nhiều thứ có thể thao túng cách ánh sáng truyền đi, và điều tai tiếng nhất là thời tiết kém. LiDAR có thể mất độ chính xác đáng kể trong điều kiện thời tiết xấu như mưa hoặc sương mù.
Mặt khác, RADAR sử dụng sóng vô tuyến có bước sóng lớn hơn nhiều và có độ suy giảm thấp hơn. Điều này có nghĩa là chúng không bị mất năng lượng khi di chuyển và có thể di chuyển phạm vi xa hơn trong không khí ẩm mà không ảnh hưởng đến hiệu suất của chúng. Do lý do tương tự, RADAR cũng có phạm vi phát hiện mở rộng hơn LiDAR.
Giá cả và Bảo trì
LiDAR đắt hơn nhiều so với RADAR, vì nó sử dụng một công nghệ mới hơn và phức tạp hơn. LiDAR sử dụng ánh sáng ở dạng tia laser để thu thập thông tin về môi trường xung quanh và việc bắn tia laser đòi hỏi thiết bị tiên tiến.
Mặt khác, RADAR đã tồn tại gần một thế kỷ và các kỹ sư đã tìm cách chế tạo chúng với giá thấp hơn. Bạn có thể mua một dải milimet RADAR cho ô tô của mình với giá rẻ tới 20 đô la. RADAR thường là các thiết bị ở trạng thái rắn, và điều này có nghĩa là chúng không có các bộ phận chuyển động khiến khả năng nó cần sửa chữa là rất nhỏ.
RADAR hay LiDAR?
Không có người chiến thắng rõ ràng ở đây, vì cả RADAR và LiDAR đều có những chia sẻ công bằng về những mặt trái của họ. LiDAR cung cấp độ rõ nét vượt trội nhưng dễ bị hỏng trong điều kiện thời tiết xấu và không có phạm vi hoạt động xa.
RADAR có các dải tần khác nhau, nhưng ngay cả RADAR độ phân giải cao cũng không rõ ràng về hình ảnh so với LiDAR. Tuy nhiên, RADAR có phạm vi hoạt động xa hơn và không bị mất chức năng trong điều kiện thời tiết xấu để bù đắp cho điều này.
Tất cả đều phụ thuộc vào ứng dụng của bạn và tất nhiên là ngân sách của bạn, vì LiDAR đắt hơn nhiều so với RADAR.
Đọc tiếp
Giới thiệu về tác giả
