Teknoloji
LiDAR Nedir? Nasıl Çalışır ve Nerelerde Kullanılır?
Kısaca
LiDAR nedir, nasıl çalışır? Lazerle mesafe ölçümünden 3D nokta bulutuna; otomobil, haritacılık ve telefonlardaki kullanımını ve radar farkını öğrenin.
LiDAR, lazer darbeleri gönderip bu ışığın bir yüzeye çarparak geri dönme süresini ölçen bir uzaktan algılama teknolojisidir. Bu süre ve ışık hızı kullanılarak nesnelerin uzaklığı hesaplanır; çok sayıda ölçüm bir araya geldiğinde çevrenin ayrıntılı üç boyutlu modeli oluşturulabilir.
LiDAR nedir?
LiDAR, İngilizce Light Detection and Ranging ifadesinden gelir. Temel fikir radara benzer: sistem bir sinyal gönderir, yansımayı algılar ve gidiş-dönüş süresinden mesafeyi çıkarır. Fark, radarın çoğunlukla radyo dalgalarını; LiDAR’ın ise lazer ışığını kullanmasıdır.
LiDAR yalnızca otomobillerde kullanılan bir sensör değildir. Haritacılık, arazi ölçümü, ormancılık, kıyı ve deniz tabanı haritalama, inşaat, robotik, atmosfer araştırmaları ve bazı telefon/tablet uygulamaları da kullanım alanları arasındadır.
LiDAR nasıl çalışır?
Bir LiDAR sistemi hedefe kısa lazer darbeleri yollar. Işık yüzeyden yansıyıp sensöre döndüğünde sistem geçen süreyi ölçer. Işığın hızı bilindiği için sensör ile hedef arasındaki mesafe hesaplanabilir. Ölçümde ışığın hedefe gidip geri döndüğü dikkate alınır.
Bu işlem çok sayıda noktada tekrarlandığında nokta bulutu (point cloud) denen üç boyutlu veri kümesi çıkar. Her nokta çevredeki bir konumu temsil eder. Nokta bulutundan arazi yükseklik modelleri, bina modelleri, yol ve çevre haritaları üretilebilir.
LiDAR ne işe yarar?
LiDAR’ın güçlü olduğu nokta, bir nesnenin yalnızca görüntüsünü almak yerine çevrenin geometrisini doğrudan ölçebilmesidir. Uzaklık, yükseklik ve yüzey biçimi hakkında hassas veri sağlayabilir.
Haritacılıkta arazinin yükseklik modeli çıkarılabilir; inşaatta mevcut yapının üç boyutlu ölçümü yapılabilir; araçlarda çevredeki nesnelerin konumu belirlenebilir. NOAA LiDAR verilerini kıyı haritalama, taşkın modelleme ve acil durum çalışmalarında da kullanıyor.
LiDAR sensörü araçlarda ne yapar?
Araç üzerindeki LiDAR çevreye lazer darbeleri göndererek otomobil, yaya, yol kenarı ve başka nesnelerin uzaklık ve konumlarını algılamaya yardımcı olur. Oluşan üç boyutlu çevre verisi gelişmiş sürüş destek sistemlerinde ve otonom sürüş çalışmalarında kullanılabilir.
Ancak LiDAR, otonom sürüşün tek yolu değildir. Üreticiler kamera, radar, ultrasonik sensör ve LiDAR’ı farklı kombinasyonlarda kullanabilir.
LiDAR ile radar arasındaki fark nedir?
En temel fark kullanılan elektromanyetik dalgadır. LiDAR lazer ışığı, radar ise radyo dalgaları kullanır. Bu fark çözünürlük, menzil, hava koşullarına dayanıklılık, maliyet ve kullanım senaryosunu etkiler.
LiDAR ayrıntılı üç boyutlu geometrinin çıkarılmasında güçlüdür. Radar ise yağmur, sis ve benzeri bazı olumsuz koşullarda farklı avantajlara sahip olabilir. Bu nedenle iki teknoloji sensör füzyonunda birlikte kullanılabilir.
LiDAR ile kamera arasındaki fark nedir?
Kamera sahnenin renk ve görüntü bilgisini yakalar. LiDAR ise temel olarak mesafe ve üç boyutlu geometri ölçer. Kamera trafik levhasındaki yazı veya rengi anlamada güçlü olabilirken LiDAR nesnenin konumu ve uzaklığı konusunda doğrudan ölçüm sağlar.
Telefonlarda LiDAR ne işe yarar?
LiDAR bulunan bazı mobil cihazlarda sensör çevrenin derinlik bilgisini çıkarmaya yardımcı olur. Bu veri artırılmış gerçeklik uygulamalarında, oda veya nesne ölçümünde, üç boyutlu taramada ve kameranın odaklanmasına yardımcı olmak için kullanılabilir. Her telefonda LiDAR bulunmaz.
Topografik ve batimetrik LiDAR nedir?
NOAA iki yaygın türü topografik ve batimetrik LiDAR olarak ayırır. Topografik sistemler kara yüzeyini ölçmek için çoğunlukla yakın kızılötesi lazer kullanır. Batimetrik LiDAR ise suya nüfuz edebilen yeşil ışık sayesinde uygun koşullarda sığ su tabanının ölçülmesine yardımcı olabilir.
LiDAR’ın avantajları ve sınırlamaları
Yüksek yoğunlukta üç boyutlu ölçüm üretebilmesi, geniş alanların hızlı taranabilmesi ve doğrudan mesafe ölçmesi önemli avantajlarıdır. Sensör maliyeti, veri işleme yükü, yüzeylerin yansıtma özellikleri ve yağmur, sis veya yoğun atmosferik parçacıklar gibi çevresel koşullar ise performansı etkileyebilir.
Sık sorulan sorular
LiDAR açılımı nedir?
LiDAR, Light Detection and Ranging ifadesinin kısaltmasıdır.
LiDAR lazer mi kullanır?
Evet. Mesafe ölçmek için lazer ışık darbeleri gönderir ve yansıyan ışığı algılar.
LiDAR 3D görüntü oluşturur mu?
Çok sayıda mesafe ölçümünden üç boyutlu nokta bulutu üretilebilir. Bu veri daha sonra 3D model ve haritalara dönüştürülebilir.
LiDAR her arabada var mı?
Hayır. Araçların sensör mimarileri farklıdır; bazıları LiDAR kullanırken bazıları kamera ve radar ağırlıklı sistemler kullanır.
LiDAR ile sonar aynı şey mi?
Hayır. LiDAR ışık kullanır; sonar ise ses dalgalarıyla algılama ve mesafe ölçümü yapar.
Kaynaklar
NEBU, önemli iddiaları güvenilir kaynaklarla doğrulamayı ve değişen bilgileri güncellemeyi hedefler. Bir hata fark edersen bize bildir.
