لیدار چیست؟
لیدار (LiDAR) که مخفف Light Detection and Ranging است، یک فناوری سنجش از راه دور مبتنی بر نور لیزر است که برای ایجاد نقشههای دقیق سهبعدی از محیط اطراف استفاده میشود. در خودروهای خودران (خودروهای بدون راننده یا نیمهخودران)، لیدار یکی از مهمترین حسگرها به شمار میرود زیرا میتواند با دقت بسیار بالا (در حد سانتیمتر) فاصله، شکل، موقعیت و حتی جنس اجسام را تشخیص دهد. این فناوری به خودرو کمک میکند تا محیط اطراف را بهصورت سهبعدی مدلسازی کند و موانع، عابران پیاده، خودروهای دیگر، خطوط جاده، علائم ترافیکی و حتی اشیای کوچک را شناسایی کند. لیدار در کنار دوربین و رادار، مغز بینایی خودروهای خودران است و برای سیستمهای رانندگی خودکار سطح چهار و پنج عنصری ضروری محسوب میشود.
لیدار چطور کار میکند؟
لیدار با ارسال پالسهای بسیار کوتاه نور لیزر (معمولاً در طول موج نزدیک به مادونقرمز) کار میکند. لیزر هزاران یا میلیونها پالس در ثانیه به اطراف ارسال میکند. وقتی این پالسها به اجسام برخورد میکنند، بخشی از نور منعکس شده و به گیرنده لیدار برمیگردد. دستگاه زمان رفتوبرگشت نور را اندازهگیری میکند و با دانستن سرعت نور، فاصله دقیق تا هر نقطه را محاسبه میکند. در لیدارهای چرخشی، یک یا چند لیزر و گیرنده بهصورت چرخشی یا الکترونیکی اسکن میکنند و محیط را در ۳۶۰ درجه افقی و معمولاً ۴۰ درجه عمودی پوشش میدهند. نتیجه این فرآیند یک ابر نقاط سهبعدی (Point Cloud) است که هر نقطه شامل مختصات و گاهی شدت بازتاب (برای تشخیص جنس سطح مانند آسفالت، فلز یا بدن انسان) است. نرمافزار خودرو این ابر نقاط را پردازش کرده و نقشه محیط را بهصورت واقعی و لحظهای میسازد. لیدار در شب، مه، باران سبک و شرایط کمنور بسیار بهتر از دوربین عمل میکند زیرا به نور محیط وابسته نیست.
تفاوت لیدار و رادار
لیدار و رادار هر دو حسگرهای سنجش فاصله هستند اما تفاوتهای اساسی دارند که کاربردشان را متفاوت میکند. رادار از امواج رادیویی (معمولاً میلیمتری یا سانتیمتری) استفاده میکند و میتواند تا فاصلههای خیلی دور (۲۰۰ تا ۳۰۰ متر) را تشخیص دهد. رادار در باران سنگین، مه غلیظ، برف و گردوغبار عملکرد بهتری دارد زیرا امواج رادیویی کمتر توسط ذرات آب یا گردوغبار جذب یا پراکنده میشوند اما دقت رادار پایینتر است و نمیتواند شکل دقیق اجسام یا جزئیات کوچک (مانند عابر پیاده یا دوچرخه) را تشخیص دهد. در مقابل، لیدار با نور لیزر کار میکند و دقت بسیار بالاتری دارد و میتواند شکل سهبعدی دقیق اجسام، لبهها، علائم و حتی حرکات کوچک را ثبت کند اما در شرایط جوی بد افت عملکرد دارد زیرا نور لیزر توسط قطرات آب پراکنده میشود. همچنین برد لیدار معمولاً کمتر (۵۰ تا ۲۰۰ متر بسته به مدل) است و هزینه آن بالاتر از رادار است. به همین دلیل، خودروهای خودران پیشرفته معمولاً ترکیبی از هر دو را استفاده میکنند؛ لیدار برای دقت بالا و نقشهبرداری دقیق محیط، رادار برای برد طولانی و شرایط جوی نامساعد.
