نقش تعیین کننده فناوری لیدار در توسعه وسایل نقلیه هوشمند

به گزارش خبرنگار حوزه علم، فناوری و دانش‌بنیان گروه فناوری خبرگزاری آنا، شاید اسم فناوری لیدار (LiDAR) را تاکنون شنیده باشید ولی اطلاعات زیادی در مورد آن ندارید و نمی‌دانید این فناوری چگونه کار می‌کند. در ادامه این گزارش تلاش شده است تا خوانندگان با این فناوری بیشتر آشنا شوند.

لیدار را بیشتر بشناسید

لیدار (LiDAR) فناوری برای سنجش از راه دور است که با تاباندن لیزر به هدف و تجزیه‌وتحلیل نور بازتاب‌شده، فاصله را اندازه می‌گیرد. برخی از کارشناسان فناوری لیدار را به دلیل تلفیق دو فناوری رادار و لیزر «رادار لیزری» می‌نامند. این فناوری بر اساس پرتو لیزری بنا و برای نقشه‌برداری از مناطق بزرگ طراحی شده است. لیدار وابستگی زیادی به زمان دارد و با توجه فاصله زمانی که پرتو لیزر تا رسیدن به شی‌ء موردنظر کاربر طی می‌کند مسافت بین دستگاه و آن جسم را اندازه ‌می‌گیرد. البته نوری که از اجسام مختلف بازتاب می‌شود نیز به‌وسیله حسگرهای دستگاه لیدار تشخیص داده می‌شود.

ازنظر محاسبات ریاضی عملکرد لیدار ساده به نظر می‌رسد ولی مهندسان برای طراحی آن باید مسائل متعددی را در نظر بگیرند. درواقع باوجود عدم نیاز به فرمول‌های سخت ریاضی به‌کارگیری فناوری لیزر و رادار در یک دستگاه ساده نیست.

تفاوت فناوری لیدار با رادار

فناوری رادار هر نوعی جسم متحرک و ثابتی در محدوده مشخصی را نشان می‌دهد ولی دقت آن به‌اندازه دستگاه‌های مجهز به لیزر نیست. ازآنجایی‌که فناوری لیدار در خودروهای خودران نسل آینده استفاده می‌شود و ایمنی در رانندگی از اهمیت بالایی برخوردار است شرکت‌های مختلف خودروسازی از LiDAR در محصولات خود استفاده می‌کنند. این فناوری با دقت بالایی موانع و اجسام پیرامون خودرو را تشخیص می‌دهد و شرایطی را فراهم می‌سازد که اتومبیل‌های هوشمند بدون دخالت راننده در خیابان‌ها شهری و جاده‌های بین‌شهری حرکت کنند.

فناوری دیگری که از ویژگی‌های عملکردی آن در لیدار استفاده‌شده است سونار نام دارد. سونار بانام‌های ناوبری صوتی فاصله‌یاب صوتی شناخته می‌شود و از دستگاه‌های مجهز به این فناوری در زیردریایی‌ها استفاده می‌شود. اگرچه این فناوری دقت بالایی در دریافت و ارسال صوت دارد ولی در تشخیص تصویر بسیار ضعیف است. استفاده از این فناوری در حسگرهای لیدار امکان تشخیص صدای جسم در حال حرکت و حتی ثابت را برای خودرو فراهم می‌سازد تا اگر رادار توانست به هر دلیلی محل مانع مقابل وسیله نقلیه را تعیین کند سونار مکمل آن شده و به راننده کمک کند.

شبیه‌سازی با استفاده از فناوری لیدار

مهندسان طراح سیستم‌های هوشمند برای وسایل نقلیه با بهره‌گیری از ظرفیت‌های سیستم لیدار محیط اطراف خودرو را شبیه‌سازی کرده و محل و ابعاد هر جسم را مشخص می‌سازند. در این صورت  اگر در لحظه‌ای خاص گربه‌ای از عرض خیابان در حال عبور کردن باشد  سرعت خودرو  تنظیم می‌شود تا فرصت رد شدن را به آن حیوان بدهد.

تاریخچه استفاده از فناوری لیدار

اولین بار بین دو دهه 60 و 70 میلادی از فناوری لیدار استفاده کند. متخصصان در آن زمان برای تهیه نقشه دیجیتالی کره زمین از این فناوری استفاده کردند. تا پیش از طراحی نقشه دیجیتال زمین‌شناسان مجبور بودند برای به‌دست آوردن اطلاعات از وضعیت زمین‌شناختی هر منطقه نقشه‌های توپوگرافی دستی را بررسی کنند. دستگاه‌های لیدار اولیه بسیار بزرگ و سنگین بودند ولی نسل جدید این دستگاه‌ها سبک و قابل‌حمل است.

امروزه دستگاه مجهز به فناوری لیدار روی داشبورد خودروهای خودران نصب شده و تعداد زیادی حسگر نیز در قسمت‌های مختلف بدن خودرو کار گذاشته می‌شود. جدیدترین ویژگی که به دستگاه‌های لیدار اضافه‌شده است فناوری هوش مصنوعی است؛ یعنی اکنون دستگاه‌های مجهز به لیدار به‌طور کامل به هوش مصنوعی مجهز شده‌اند. حسگرهای کنونی لیدار  اجسام مختلف در فاصله 100 متری را تشخیص می‌دهند و حتی چند شرکت سازنده خودروهای هوشمند وعده داده‌اند برد تشخیص این حسگرها را تا 200 متر افزایش دهند.

قسمت‌های مختلف حسگر لیدار

حسگرهای لیدار از سه قسمت مختلف بانام‌های فرستنده، دریافت‌کننده و تشخیص‌دهنده تشکیل‌شده است. کارشناسان حسگرها را مهم‌ترین قسمت لیدار می‌دانند و درواقع همین حسگرها به دستگاه‌های LiDAR کمک می‌کند تا اجسام مختلف در مسیر حرکت وسیله نقلیه را تشخیص بدهند. از طرفی این حسگرها با سیستم موقعیت‌یاب جهانی (GPS) ارتباط داشته و در هرلحظه موقعیت جغرافیایی خودرو را به‌طور دقیق مشخص می‌کنند. قسمت دیگر حسگر لیدار مرکز تعیین واحد اندازه‌گیری است. این مرکز عددهای به‌دست‌آمده از اندازه‌گیری فاصله خودرو تا شی‌ء موردنظر را بر اساس یکاهای استاندار بین‌المللی ارائه می‌دهد.

بهترین کاربردهای فناوری لیدار

فناوری لیدار قابلیت استفاده شدن در انواع وسایل نقلیه از هواپیماهای جنگنده پرسرعت گرفته تا اتومبیل‌های کوچک را دارد. هرچند کاربرد اصلی فناوری لیدار برای نقشه‌برداری از نقاط مختلف کره زمین است نباید نقش آن را در توسعه صنعت خودروهای هوشمند نادیده گرفت و می‌توان گفت رشد این صنعت در آینده نیز تا حد زیادی در ارتباط با ارتقا کیفی فناوری لیدار است.

به‌طورکلی نمی‌تواند فناوری لیدار را تنها به صنعت و حوزه خاصی از علوم مهندسی و تجربی محدود کرد زیرا ظرفیت‌های متعدد این فناوری نقطه اشتراکی بین مهندسان رشته‌های مختلف فنی مانند عمران، راه‌آهن و نقشه‌برداری به وجود آورده است.

انتهای پیام/4144/