Lidar – czym jest w świecie dronów?
Technologia lidar odgrywa coraz ważniejszą rolę w dronach. Jest to precyzyjna metoda pomiaru, która powstała początkowo na potrzeby lotnictwa i obecnie znajduje zastosowanie m.in. w inżynierii, rolnictwie czy nawet archeologii. Z takimi rozwiązaniami można spotkać się również w ofertach najbardziej znanych producentów, takich jak DJI.
Lidar – co to jest i jak działa?
Nazwa „lidar” pochodzi od pełnej nazwy tej technologii w języku angielskim – Light Detection and Ranging, co można przetłumaczyć jako wykrywanie i pomiar z użyciem światła (laserowego). Możemy spotkać się także z zapisem „LIDAR” lub „LiDAR”. Co to jest i w jaki sposób działa to rozwiązanie? Podstawowym mechanizmem jest tutaj wykorzystanie impulsów laserowych do mierzenia odległości pomiędzy kamerą a obiektem. Czujnik lidar emituje setki tysięcy impulsów na sekundę, które następnie odbijają się od powierzchni i wracają do odbiornika. Tak wysoka częstotliwość sprawia, że pomiar charakteryzuje się bardzo wysokim poziomem precyzji.
Czas, jaki zajmuje powrót impulsu, jest na bieżąco mierzony przez skaner lidar. Co to oznacza? Taka funkcjonalność pozwala przede wszystkim na dokładne określenie odległości i stworzenie trójwymiarowego obrazu skanowanej powierzchni. W przypadku dronów lidar może np. analizować teren z powietrza, dostarczając szczegółowych danych na temat rzeźby terenu, roślinności czy budynków.
Skaner lidar – gdzie znajduje zastosowanie?
Zastosowania tej technologii są bardzo szerokie i obejmują wiele różnych branż. Wykorzystując skaner lidar w dronach, można m.in. tworzyć szczegółowe mapy topograficzne na potrzeby geodezji i kartografii. Informacje zbierane przez czujniki są nieocenionym wsparciem przy planowaniu infrastruktury czy analizowaniu zmian w środowisku naturalnym. Ważnym obszarem wykorzystania lidaru jest też rolnictwo, gdzie takie rozwiązania służą np. do monitorowania upraw i zarządzania zasobami wodnymi. Również archeolodzy mogą skorzystać z tej technologii, aby odkrywać struktury ukryte pod ziemią bez konieczności prowadzenia inwazyjnych prac wykopaliskowych. Lidar w dronach jest również stosowany w monitoringu leśnym, ocenie ryzyka lawinowego i w badaniach atmosferycznych.
DJI Lidar – zaawansowane technologie w dronach
Jednym z producentów, którzy stosują skanery lidar w swoich urządzeniach, jest marka DJI – światowy lider rynku dronów komercyjnych i specjalistycznych. Warto zwrócić uwagę w szczególności na kamerę DJI Zenmuse L2 do zaawansowanych pomiarów lotniczych, która integruje skaner lidar oparty na ramce, autorski system IMU o wysokiej dokładności i kamerę mapującą RGB z CMOS. Dzięki DJI Zenmuse L2 platformy lotnicze DJI mogą w precyzyjny, efektywny i niezawodny sposób pozyskiwać dane geoprzestrzenne. Cały system jest ponadto kompatybilny z oprogramowaniem DJI Terra, które pozwala na wygodne przechowywanie i przetwarzanie danych 3D.
Innowacyjna kamera DJI Zenmuse L2 z systemem lidar to szereg nowych możliwości w różnych branżach. Zastosowanie tego rozwiązania obejmuje m.in. geodezję, planowanie urbanistyczne, zarządzanie zasobami energetycznymi, budownictwo, energetykę i bezpieczeństwo publiczne. W porównaniu z poprzednim modelem L1 nowa wersja zapewnia jeszcze dokładniejsze cyfrowe modele wysokościowe i bardziej precyzyjne skanowanie obiektów na dużym obszarze. Nie bez znaczenia są też parametry DJI Zenmuse L2:
- możliwość wykonywania pomiarów nawet do 450 m przy współczynniku odbicia 50% i jasności 0;
- optymalna wysokość operacyjna do 120 m;
- zmniejszony rozmiar plamki lasera, który pozwala na wykrywanie mniejszych obiektów z większą liczbą szczegółów;
- możliwość uchwycenia do pięciu odbić wiązki nawet w obszarach gęsto porośniętych roślinnością;
- efektywny zakres próbkowania do 240 000 punktów na sekundę.
Tak imponująca specyfikacja sprawia, że DJI Zenmuse L2 może stanowić niezwykle wartościowe wsparcie w różnych obszarach. Oferowany przez DJI lidar ma potencjał, by znacznie rozwinąć i poprawić jakość pomiarów lotniczych, co wiąże się także ze sprawniejszym zarządzaniem środowiskiem, zasobami i infrastrukturą. To również szansa na wsparcie działań ratowniczych, badawczych i edukacyjnych.
Typy systemów lidar
W zależności od urządzenia dostępne są różne typy systemów lidar, dostosowane do specyficznych potrzeb i zastosowań. Można wyróżnić przede wszystkim dwa główne rodzaje, które różnią się pod względem obszaru działania.
- Lidar naziemny (TLS – Terrestrial Laser Scanning) – często są to systemy stacjonarne, używane do pomiarów naziemnych. Takie rozwiązania znajdują zastosowanie przede wszystkim w budownictwie i geodezji, a ich zaletą jest wysoka precyzja pomiarów na niewielkich obszarach.
- Lidar powietrzny (ALS – Airborne Laser Scanning) – skaner lidar instalowany na pokładzie statków powietrznych, w tym dronów. Ich podstawowym zadaniem jest gromadzenie danych o skanowanym krajobrazie wraz z tworzeniem modeli 3D. Systemy tego rodzaju pozwalają na pomiar większej powierzchni. Dodatkowo można podzielić je na dwa kolejne typy: lidar topograficzny (do pomiarów lądowych) i lidar batymetryczny (do pomiarów zbiorników wodnych).
Tworzenie precyzyjnych map za pomocą lidar
Do czego jeszcze można wykorzystać technologię lidar? Mapa wykonana z użyciem skanera to jedno z najważniejszych zastosowań tego rozwiązania. Precyzyjne dane uzyskane przez czujnik laserowy są przetwarzane i analizowane, co pozwala na tworzenie szczegółowych modeli 3D terenu. Tego typu mapy są niezwykle cenne w planowaniu urbanistycznym, zarządzaniu zasobami naturalnymi, a także w sytuacjach kryzysowych, takich jak zarządzanie katastrofami naturalnymi. Precyzja lidarów sprawia, że są one niezastąpione w miejscach, gdzie tradycyjne metody pomiarowe są niewystarczające lub zbyt czasochłonne.
Szerokie możliwości zastosowania technologii lidar sprawiają, że jest to obecnie jedno z najważniejszych rozwiązań w przestrzeni pomiarów lotniczych. Warto mieć na uwadze, że skanery mogą być używane również z dronami – swoje propozycje w tym obszarze oferuje m.in. DJI, mając w swojej ofercie rozwiązania takie jak specjalistyczna kamera DJI Zenmuse L2.
