نحوه کار لیدار

LiDAR بر اساس اصول مشابه رادار ('تشخیص و برد رادیویی'، سیستم مکان یابی که اغلب توسط کشتی ها و هواپیماها استفاده می شود) و سونار ('ناوبری و برد صوتی'، سیستمی که معمولاً توسط زیردریایی ها استفاده می شود، کار می کند. هر سه فناوری امواج انرژی را برای شناسایی و ردیابی اشیا منتشر می کنند. تفاوت این است که در حالی که رادار از امواج مایکروویو و سونار از امواج صوتی استفاده می کند، LiDAR از نور منعکس شده استفاده می کند که می تواند فاصله را سریعتر، با دقت بیشتر و وضوح بالاتر نسبت به رادار یا سونار اندازه گیری کند.

اجزای LiDAR

یک ابزار LiDAR معمولی از چندین جزء تشکیل شده است:  

• یک اسکنر لیزری که پالس های سریع نور لیزر نزدیک به مادون قرمز ساطع می کند
• یک حسگر LiDAR که برای تشخیص و جمع‌آوری پالس‌های نور برگشتی استفاده می‌شود
• یک پردازنده برای محاسبه زمان و مسافت و برای ساخت مجموعه داده حاصل که ابر نقطه LiDAR نامیده می شود. 

برای اینکه سنجش از دور دقیق باشد، اندازه‌گیری‌های زمان و مکان باید دقیق باشد، بنابراین یک سیستم LiDAR همچنین از الکترونیک نگهدارنده زمان، واحد اندازه‌گیری اینرسی (IMU) و GPS استفاده می‌کند.

اندازه گیری LiDAR

ابزار LiDAR نور لیزر پالسی را به محیط ساطع می کند. این پالس ها که با سرعت نور حرکت می کنند، از اجسام اطراف منعکس می شوند و به حسگر LiDAR باز می گردند. سنسور زمان بازگشت هر پالس را اندازه گیری می کند و مسافت طی شده را محاسبه می کند. از آنجایی که سرعت نور لیزر ثابت است، می توان از این 'زمان پرواز' برای محاسبه فواصل بسیار دقیق استفاده کرد.

با تکرار فرآیند و ارسال پالس‌های لیزر در یک منطقه بزرگ‌تر، اندازه‌گیری‌های زمان پرواز را می‌توان بر روی میلیاردها نقطه مجزا جمع‌آوری کرد و در زمان واقعی به چیزی که به عنوان ابر نقطه LiDAR شناخته می‌شود پردازش کرد.

تجزیه و تحلیل و مدل سازی داده های LiDAR

برای تبدیل ابر نقطه LiDAR به یک نقشه سه بعدی، داده ها چندین مرحله پردازش را طی می کنند. ابتدا صحت و کامل بودن آن بررسی می شود و تمیز می شود تا نویزهای غیرعادی حذف شود. سپس ویژگی‌های سطح زمین مانند ساختمان‌ها، سواحل رودخانه‌ها و تاج‌پوش‌های جنگلی را می‌توان به صورت الگوریتمی شناسایی و طبقه‌بندی کرد.