Co je LiDAR a jak funguje?

LiDAR senzory jsou základem řešení mobilního mapování GeoSLAM. Společně s naším algoritmem SLAM jsou tyto dvě technologie zodpovědné za vytváření 3D modelů nebo „mračen bodů“ prostředí.

Technologie LiDAR je k dispozici od 60. let minulého století, kdy byly do letadel montovány laserové skenery. Tento typ palubního LiDARu vysílal světelné paprsky směrem k povrchu země, aby v daných trajektoriích měřil vzdálenosti. Data z LiDAR systémů se koncem 80. let stala užitečným nástrojem pro získávání přesných geoprostorových dat. Zavedení komerčních systémů umožnil nástup technologie GPS.

Co je LiDAR?

LiDAR je technologie dálkového průzkumu Země. Technologie LiDAR využívá k měření pulsy z laseru. Ty se používají k vytváření 3D modelů objektů, terénu a obecně celého prostředí.

Co znamená LiDAR?

LiDAR je zkratka pro Light Detection and Ranging. Je také známé jako laserové skenování nebo 3D skenování.

Jak funguje LiDAR?

Systém LiDAR počítá, jak dlouho trvá, než paprsky světla dopadnou na předmět nebo povrch a odrazí se zpět do laserového skeneru. Vzdálenost se pak vypočítá pomocí rychlosti světla*. Tato měření jsou známá jako měření „času letu“.

*Rychlost světla je 299 792 458 metrů za sekundu

Jak fungují senzory LiDAR?

V závislosti na použitém senzoru mohou skenovací jednotky LiDAR odpalovat stovky tisíc pulzů za sekundu. Tyto světelné vlny se odrážejí od předmětů a vracejí se zpět k senzoru LiDAR. Senzor používá k výpočtu vzdálenosti (doby letu) čas, který trvá každému impulsu k návratu. Každé z těchto pulzních laserových měření nebo návratů lze zpracovat do 3D vizualizace známé jako „mračno bodů“. Takto ve zkratce funguje senzor LiDAR.

Jaký je rozdíl mezi radarem a LiDARem?

LiDAR funguje podobným způsobem jako Radar a Sonar, ale místo světelných nebo zvukových vln používá světelné vlny z laseru.

Co je technologie LiDAR?

Technologie LiDAR je aplikace výše popsané metody dálkového průzkumu. Obvykle se používá ke zkoumání povrchu Země, posuzování informací o zemském povrchu, vytváření digitálního dvojčete objektu nebo detailu a získání řady dalších geoprostorových informací. Systémy LiDAR využívají tuto technologii a využívají data LiDAR k mapování trojrozměrných modelů a digitálního modelu terénu. LiDAR systémy existují ruční, mobilní, statické (terestrické), letecké a satelitní. Mapování LiDAR využívá laserový skenovací systém s integrovanou inerciální měřicí jednotkou (IMU) a přijímačem GPS/GNSS nebo v případě GeoSLAM algoritmus SLAM, který umožňuje georeferencovat každé měření a všechny body ve výsledném mračnu bodů. Každý bod dostává správné 3D souřadnice a vytvoří tím 3D reprezentaci cílového objektu nebo oblasti.

Mapy ze systému LiDAR lze použít k polohovému zaměření s přesností absolutní i relativní, aby správci dat věděli, kde na světě byla data získána a jak každý bod souvisí s podmínkami v daném místě.

LiDAR data ve formě mračna bodů lze použít k mapování celých měst, což samosprávě výrazně pomáhá při rozhodování a přináší dokonalý obrázek o prostorových souvislostech objektů nebo oblastí zájmu v až milimetrových detailech. Prvky a objekty, jako jsou silniční sítě, mosty, městský mobiliář a vegetace, lze klasifikovat a extrahovat.

Mapy LiDAR lze také použít ke zvýraznění změn a abnormalit, jako je degradace povrchu, sesuvy svahů a růst vegetace.

K čemu lze systémy LiDAR a jejich data používat?

Je mnoho aplikací, ve kterých lze s úspěchem využít LiDAR data. Od herního průmyslu až například po týmy Formule 1. Simulace průjezdu závodní tratí založené na 3D modelech se často používají k tomu, aby týmy získaly výhodu, než se postaví na závodní dráhu.

Mapování: Měřické úkoly často vyžadují, aby data z okolního prostředí byla nasnímána v podobě 3D modelů právě pomocí systémů LiDAR a trojrozměrných měření. Mohou vytvářet digitální model terénu (DTM – Digital Terrain Model) a digitální výškové modely (DEM – Digital Elevation Model) konkrétního území.

Architektura: Laserové skenovací systémy jsou oblíbené také pro průzkum zastavěného prostředí – intravilánu. To zahrnuje budovy, silniční sítě a železnice.

Nemovitosti: Laserové skenery lze použít v interiéru k měření prostoru a vytváření přesných půdorysů, řezů a pohledů, plošných výměr a kubatur vnitřního prostoru.

Stavebnictví: Stavebnictví také stále častěji využívá zaměření pomocí LiDARu. Technologie LiDAR digitálně zachycuje stavební objekty a produkuje digitální dvojčata pro BIM aplikace. Může také sloužit při vytváření 3D modelů pro monitoring terénu, objektů a konstrukcí a k získání REVIT modelů pro architekty, projektanty a statiky.

Životní prostředí: Environmentálních aplikací pro LiDAR je mnoho. Laserové skenování je populární metodou mapování povodňových rizik, zásob dřeva v lesnictví nebo monitoring eroze.

Automobilový průmysl: LiDAR také zaznamenává zvýšené nasazení v automatizačních aplikacích. Menší skenery LiDAR s nízkým dosahem například pomáhají navigovat autonomní vozidla.

Výzkum vesmíru: Data LiDAR nejsou užitečná pouze na Zemi! NASA tuto technologii označila za klíčovou, neboť například umožňuje bezpečné přistávání sond a robotických vozidel na povrchu Měsíce či jiných planet.

Co je to digitální výškový model (DEM)?

Digitální výškový model (DEM) je trojrozměrná reprezentace terénu a všech objektů v tomto prostoru. Výškové poměry v modelu jsou vyjádřeny polohově rovnoměrně a ze skenů LiDAR vytvářejí trojrozměrný souřadnicový systém, který umožňuje 3D modelování s vysokou úrovní přesnosti.

Co jsou digitální modely terénu (DTM)?

Digitální modely terénu jsou stejné jako digitálí výškové modely DEM, avšak bez zahrnutých předmětů. LiDAR se v tomto případě používá pouze k mapování terénu.

Vysvětlení technologie skenování LiDAR

Věříme, že jsme uspokojili vaši zvědavost ohledně principů, funkcí a využití LiDAR technologie. Tato pulzní laserová technologie má mnoho a mnoho aplikací pro mapování, které poskytují podrobné prostorové informace o našem prostředí. Při skenování pomocí LiDARu si navíc můžete být jisti rychlostí a přesností.

Pokud hledáte skener LiDAR pro obchodní aplikace, technologie GeoSLAM vám dává sílu pro efektivní sběr potřebných geoprostorových dat. Naše řada ručních laserových skenerů využívá technologii LiDAR a SLAM k vytváření mračen bodů pro mnoho různých aplikací. Kontaktujte nás pro více informací a zjistěte, co by pro vás mohl nový laserový skener GeoSLAM LiDAR udělat.