4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как работает радар лидар и схемы их обхода

Доп. оснастка : Автомобильные антирадары: как работает радар, лидар и схемы их обхода

Для многих водителей быстрая езда — обычное явление. Появилось даже специальное электронное оборудование, которое помогает водителю избежать штрафов. Первый антирадар появился еще в 70-х годах прошлого века, и сегодня для многих является необходимым приспособлением.

В этой статье мы узнаем для чего нужны антирадары, и как они работают, а также рассмотрим более продвинутые современные радары для определения скорости движения автомобиля.

Устройство и принцип действия радара

Простейший радар является одновременно и передатчиком, и приемником радиосигналов. Радиопередатчик — устройство, которое осуществляет генерацию (появление) колебаний электротока, при которой напряжение растет и понижается с определенной частотой — вырабатывается электромагнитная энергия, и, когда ток колеблется, энергия проходит через воздух, как электромагнитная волна. Радиопередатчик также имеет усилитель, который повышает интенсивность потока электромагнитной энергии, и антенну, которая транслирует радиоволны.

Радиоприемник же принимает электромагнитные волны с помощью антенны и преобразует их обратно в электрический ток. По своей сути, это просто передача электромагнитных волн в пространстве.

Радар использует радиоволны для обнаружения и отслеживания различных объектов. Простейшая задача радара — проинформировать на сколько далеко от вас находится объект — устройство излучает радиоволны и “прислушивается” к эхо. Если на своем пути радиоволна встречает объект, то отражается на него и возвращаться в радиолокационное устройство. Радиоволны двигаются в воздухе с постоянной скоростью (скорость света), поэтому радар может вычислить расстояние до объекта через время, затрачиваемое радиосигналом на возвращение.

Кроме того, благодаря явлению, называемому эффектом Доплера, радар можно использовать для измерения скорости движения объекта. Как и звуковые волны, радио волны имеют определенную частоту и число колебаний в единицу времени. Так, например, если и автомобиль, и радар неподвижны, эхо будет иметь ту же частоту волны, что и исходный сигнал. В этом случае, достигая автомобиля, исходный сигнал зеркально отображается.

Но когда автомобиль движется удаляясь от радара, второй части сигнала нужно пройти большее расстояние до автомобиля, нежели первой, частота при этом снижается (см. диаграмму). Если автомобиль движется по направлению к радару, второй сегмент волны проходит более короткое расстояние, чем первый — частота увеличивается.

На основе полученных данных об изменении частоты, радар определяет на сколько быстро автомобиль движется по направлению или удаляться от него.

Если радаром пользуются в движущемся автомобиле ГАИ, то его скорость также учитывается — скажем, если машина патруля движется со скоростью 80 км, а радар определяет, что цель движется со скоростью 30 км в час — реальная скорость объекта составляет 110 км в час. Если радар определяет, что цель не движется, то ее скорость составляет ровно 80 км в час.

Таким способом “гонщиков” ловят уже более 50 лет, но не так давно появился новый детектор определения скорости, использующий вместо радиоволн, свет.

В предыдущем разделе мы рассмотрели принцип действия обычных радаров, которые используются с 1950-х. Однако сейчас предпочтение отдается лазерным радарам или лидарам, которые для определения скорости используют не радиосигналы, а свет.

отличие от традиционных радиолокаторов, лидары не отслеживают изменение частоты волны — за короткий промежуток времени они посылают множество инфракрасных импульсов, которые и собирают данные о расстоянии до объекта. На устройство приходит информация о различных расстояниях, пройденных объектом, на основе которой система и вычисляет на сколько быстро движется автомобиль. Лидар показывает время, которое затрачивает инфракрасный свет на прохождение пути до автомобиля и обратно, затем эти данные умножают на скорость света. Это устройство может послать около полусотни импульсов менее чем за секунду, поэтому они (лидары) невероятно точны.

Улыбнитесь, Вас снимает скрытая камера!

Лидар посылает лазерный луч под углом через дорогу и регистрирует скорость автомобиля, который проезжает мимо. Если устройство зафиксировало автомобиль движущийся на высокой скорости, то система активирует камеру, которая делает снимок номерного знака автомобиля и лица водителя.

Ранее мы рассказали о том, как ГАИ использует традиционные радиолокаторы и новые лазерные технологии для обнаружения водителей, превышающих скорость. Далее мы поговорим о том, как с помощью антирадаров можно обойти “ловушки”.

Оказывается, обычные радары легко обнаружить. Простейший антирадар – это всего лишь радиоприемник, наподобие того, что используется для приема станций FM и AM диапазонов.

Радиосигналы повсюду – сфера их использования достаточно широка — начиная телевещанием, заканчивая механизмами открывания двери гаража. Но для того, чтобы приемник нормально функционировал, он должен принимать сигналы только в определенном диапазоне.

В отличие от приемника радио, который принимает сигналы АМ и FM диапазона, приемник антирадара настроен на тот же диапазон частот, что и радар.

От простейшего антирадара мало толку, если патрульная машина с работающим радаром подъедет сзади — конечно, детектор предупредит вас, но к тому времени, у патруля уже будет вся необходимая информация. Часто антирадары ловят сигнал еще до того, как автомобиль, движущийся с высокой скоростью, появился в поле зрения — сотрудники ГАИ часто оставляют радары включенными, а не включают их незаметно подкравшись к автомобилю сзади.

У радаров есть конусообразная или чашеобразная антенна, которая концентрирует радиосигналы, однако электромагнитная волна быстро распространяется. Радар устроен так, что он фиксирует скорость только какого-то определенного объекта, поэтому шансы на то, что антирадар поймает сигнал до того, как радар обнаружит ваш автомобиль все же есть. Конечно, с такими детекторами вы больше полагаетесь на удачу — если радар нацелят на ваш автомобиль — вы пойманы. Современные антирадары предлагают для любителей быстрой езды совершенно иной уровень “защиты”.

В предыдущем разделе, мы говорили об обычных детекторах, которые ловят радиосигналы радара с помощью простого радиоприемника. Такой антирадар представляет собой совершенно пассивный прибор: он просто определяет присутствие радаров. Что касается более сложных детекторов, то они действительно помогают гонщикам обмануть патруль: помимо приемника, эти устройства имеют собственный радиопередатчик, который излучает помехи. На самом деле, сигнал этого радиопередатчика повторяет оригинальный сигнал радара ГАИ и “добавляет” радиопомехи. Таким образом, получив этот эхо-сигнал, радар не может определить реальную скорость автомобиля.

Современные антирадары могут иметь светочувствительную панель, которая распознает свет лидаров. Лидары обмануть намного сложнее, поскольку пучок света более сфокусированный и нацелен на объект, он (свет) не передается на большие расстояния. К тому времени, как антирадар распознает наличие лазерного луча, пучок света, скорее всего, уже достиг автомобиля.

Некоторые “гонщики” пытаются обойти систему за счет уменьшения отражательной способности автомобиля. Черная поверхность уменьшает коэффициент отражения, поскольку этот цвет поглощает больше света. Кроме того, водитель может установить на номерные знаки специальное пластиковое покрытие, которое уменьшает коэффициент отражения. Эти маленькие хитрости дают водителю дополнительное время, достаточное для того, чтобы снизить скорость до того, как лидар поймает его.

Кроме того, любители быстрой езды могут использовать передатчик помех лазерных систем. Устройство работает так же, как и глушитель радиолокатора. Помимо светочувствительной панели, антирадар имеет встроенные светоизлучающие диоды (СИД). Когда луч света от диодов попадает на лидар, он (лидар) не может распознать отраженного света, и, как следствие, не может получить верные данные о скорости.

Важно отметить, что ни одна из этих систем не является эффективной на 100 процентов. Кроме того, периодически появляются новые разновидности радаров, разработанные с использованием последних технологий и существующие антирадары становятся неэффективными.

На данный момент существует единственный действенный способ избежать штрафов за превышение скорости – не лихачить!

Автомобильный радары, лидары и антирадары – их преимущества и недостатки.

Радары и антирадары – их преимущества и недостатки. Как и для чего нужен автомобильный антирадар? Схемы обхода радаров.

Многие водители любят лихую езду. В мире электроники для них появилось спец. оборудование. Оно помогает блокировать сигнал радара. Самый первый антирадар был разработан в 50-том году и до сегодняшнего для является востребованным.

Предлагаю рассмотреть информацию о том, как работают антирадары, а так же покажу наиболее продвинутые радары, которые легко определяют скорость движения авто.

Каков же принцип действия такого радара и их устройство.

Самый простейший радар является приемником и одновременно передатчиком радиосигналов.
Радиопередатчик осуществляет появление (генерацию) колебаний электротока. При такой частоте понижается и растет напряжение вырабатывается электроэнергия. И когда ток создает колебания, его энергия проходит через воздух, как электромагнитная волна. Так вот, радиопередатчик тоже имеет свой усилитель, который может повышать интенсивность потока энергии, а антенна транслирует радиоволны.
Радиоприемник, в свою очередь, принимает электромагнитные волны с помощью антенны и преобразует, как следствие, в обратно в электрический ток. Т.е. в пространстве передаются электронные волны.

Радар использует потоки радиоволн для отслеживания и обнаружения разных объектов. Задача радара – подать информацию о расстоянии объекта. Он излучает радиоволны и ловит эхо. И если радиоволна обнаружила объект, то она отражается от него и возвращается в устройство. Радиоволны передвигаются в воздухе с постоянной скоростью света, за счет этого радар вычисляет расстояние до объекта через время, которое тратит радиосигнал на возвращение.

Кроме того, радар можно использовать для определения скорости передвижения объекта. Радиоволны имеют свою частоту и конечно число колебаний за единицу времени. Вот, например, если радар и автомобиль не подвижны, то это сигнала будет иметь такую же частоту, как и исходный сигнал. Т.е. достигая авто исходный сигнал отображается как зеркало.
Если авто движется удаляясь от радара, то вторая часть сигнала должна пройти большее расстояние до авто, чем первая, но при этом она снижается. Но если авто движется на встречу к радару, вторая волна проходит быстрее, чем первая и частота ее увеличивается.

Читать еще:  Самодельный кондиционер для дома

На основании полученных данных об изменениях частоты, радар легко определяет, как движется автомобиль.
Если служба ГАИ пользуется радаром в движущемся автомобиле и ее скорость составляет 70 км/час, то радар про другой движущейся автомобиль определит, что его скорость составляет 30 км/час, значит реальная скорость этого объекта – 100 км/час. Если радар определит, что объект не движется, то его скорость он покажет – 70 км/час.
За счет радара уже много лет ловят гонщиков уже более 60 лет. Но вот недавно изобрели новый детектор для определения скорости – лидар. Он использует вместо радиоволн, свет.

Лидар
Сегодня пользуются и радарами, но предпочтение уже отдают лидарам или лазерным радарам. Они определяют скорость авто светом, а не радиоволнами. У лидаров принцип работы отличается от радаров. Они посылают за очень короткое время множество инфракрасных импульсов, которые собирают данные о расстоянии объектов. На лидар приходит множество информации о различных пройденных расстояниях авто, на основе этих данных система легко вычисляет, как быстро движется объект. Аппарат показывает время, которое потратил инфракрасный свет до объекта и обратно, а затем полученные данные умножает на скорость света. Это устройство посылает более 50 импульсов за секунду, поэтому лидар считается более точным агрегатом.

Лидар под углом через дорогу посылает лазерный луч и тем самым регистрирует скорость авто, который проезжает мимо. И если лидар вычислил автомобиль с повышенной скоростью, то его система приводит в активность камеру, которая фотографирует номерной знак и лицо водителя авто.
Рассказав вам о действии радаров и лидаров, хочется и посветить вас в то, как можно от них и защититься. Радары очень легко обнаружить с помощью антирадара. Это радиоприемник, который похож на обыкновенный радиоприемник для станций AM и FM диапазонов.
Радиосигналов существует множество и сфера их использования очень широка. Антирадар настроен на свою частоту сигнала, он принимает сигналы только в определенном диапазоне. Антирадар настроен на тот диапазон частот, что и радар.

Простой антирадар.
От простого радара толку нет, если машина ГАИ подъедет сзади, то детектор предупредит вас, но у патруля к тому времени уже будет вся инфа про вас. Очень часто антирадар ловит сигнал до того, как авто с высокой скоростью появился в поле зрения радара, потому как сотрудники часто включают радары и оставляют их следить за проезжающими. Дело в том, что у радаров имеется чашеобразная или конусообразная антенна, она концентрирует сигналы, но его волна быстро распространяется. К сожалению или к радости радар сможет уловить только один движущийся объект, поэтому вполне вероятно, что ваш антирадар распознает сигнал до того, как радар отследит ваш авто, шанс все же есть. Тут нужно полагаться больше на удачу. Но современные радары предлагают новый уровень защиты от радаров.

Современные антирадары
Если простой антирадар ловит радиосигнал радара и определяет его присутствие, то сложный, современный антирадар помогает действительно обхитрить патруль. Дело в том, что это устройство имеет в дополнении собственный радиопередатчик. Он излучает помехи. Принцип действия такого антирадара таков, что он повторяет оригинальный сигнал радара и добавляет к нему помехи. И радар, получив эхо-сигнал не может, определить точную скорость авто.

Некоторые антирадары имеют светочувствительную панель, которая может распознать свет лидаров. Вот лидары обмануть сложнее, т.к. их свет более сфокусированный и нацелен на сам объект, его свет не передается на большие расстояния. К тому времени, как ваш антирадар распознал наличие лазерного луча, пучок света радара уже достиг авто.

Но некоторые гонщики пытаются обойти такие радары за счет отражательной способ-ти авто. Черный цвет авто помогает в этом, за счет уменьшения коэффициента отражения, т.к. он поглощает света больше. Так же водитель может установить на номер авто спец. Покрытие. Оно тоже делает меньше коэффициент отражения. Это дает водителю доп. Время для того, чтобы сбавить скорость, чтобы опередить лидар.

Так же можно использовать и передатчик помех лазерных систем на основе (СИД). Такой антирадар работает так же, но имеет встроенные излучающие диоды. Так вот, когда луч света попадает на сам лидар, то лидар не сможет распознать отражающегося света, и конечно не сможет получить точной информации о скорости авто.

Но учтите, что ни один антирадар не гарантирует 100% надежность в защите. Да и производители радаров не стоят на месте. Постоянно версии радаров обновляются и улучшаются и антирадары со временем становятся не эффективными.
Так что, избегайте штрафов путем нормально допустимой скоростной езды!

Что такое лидар

Сканирование местности — одна из главных задач для беспилотных роботов, которые самостоятельно прокладывают путь из точки А в Б. Решать её можно по-разному: всё зависит от бюджета и поставленных целей, но общая суть инженерного подхода остаётся похожей. Лидарные системы стали стандартом де-факто для беспилотных автомобилей и роботов. А ещё лидар можно приладить к своему проекту на Arduino!

Как это работает

Название LIDAR расшифровывается как «Light Identification Detection and Ranging» — дословно, система световой идентификации, обнаружения и определения дальности. Из названия понятно, что лидар имеет что-то общее с радаром. Вся разница в том, что вместо СВЧ-радиоволн здесь используются волны оптического диапазона.

Давайте вспомним общий принцип работы подобных систем: у нас есть устройство, которое посылает наружу направленное излучение, затем ловит отражённые волны и строит исходя из этого картину пространства. Именно так и работает лидар: в качестве активного источника используют инфракрасный светодиод или лазер, лучи которого мгновенно распространяются в среде. Рядом с излучателем расположен светочувствительный приёмник — он и улавливает отражения.

Обозначения: D — измеренное расстояние; c — скорость света в оптической среде; f — частота сканирующих импульсов; Δφ — фазовый сдвиг.

Получив время, за которое вернулась отражённая волна, мы можем определить расстояние до объекта в поле зрения датчика. Подобный принцип определения дистанции называют времяпролётным — от английского Time-of-flight (ToF). А что дальше? У вас появляются разные возможности, как распорядиться этими данными.

Оптический дальномер

Дальномер — это частный случай лидара, у которого сравнительно узкий угол наблюдения. Устройство смотрит вперёд в узком сегменте и не получает посторонних данных, кроме удалённости объектов. Так работает оптический дальномер, основанный на принципе ToF. Рабочая дистанция зависит от используемого источника света: для ИК-светодиодов это десятки метров, а лазерные лидары способны стрелять лучом на километры вперёд. Неудивительно, что эти приборы прижились в беспилотных летающих аппаратах (БПЛА) и метеорологических установках.

Однако быстродействующий дальномер может пригодиться и в самодельных роботах на Arduino и Raspberry Pi: лидары не боятся засветки солнцем, а скорость реакции у них выше, чем у ультразвуковых датчиков. Используя лидар в качестве датчика пространства, ваше детище сможет видеть препятствия на увеличенной дистанции. Разные модели отличаются дальностью работы и степенью защиты. Модификации в герметичном корпусе позволят роботу работать на улице.

Лидарная камера

Следующая ступень развития — лидар в роли 3D-камеры. Добавляем к одномерному лучу систему развёртки и получаем прибор, который может построить модель пространства из облака точек в определённой зоне обзора. Для перемещения сканирующего луча чего только не применяют: от поворотных зеркал и призм до микроэлектромеханических систем (МЭМС). Подобные решения используют, например, для быстрого построения 3D-карты местности или оцифровки архитектурных объектов.

Сканирующий лидар с круговым обзором

Вот и мечта любого автопроизводителя — главный сенсор, который заменяет беспилотной машине почти все глаза. Здесь мы имеем комбинацию излучателей и приёмников, установленных на поворотной платформе, которая вращается со скоростью в сотни оборотов в минуту. Плотность генерируемых точек такова, что лидар строит полноценную картину местности, в которой видно другие машины, пешеходов, столбы и деревья на обочине, и даже изъяны дорожного покрытия или рельефную разметку!

Лидары с круговым обзором 360° — наиболее сложные и дорогие из всех разновидностей, но и самые желанные для разработчиков, поэтому они часто встречаются на прототипах беспилотных автомобилей, где вопрос стоимости не стоит слишком остро.

В заключение

Дожидаться светлого беспилотного будущего совсем необязательно, ведь можно начать собственные эксперименты с инфракрасным лидаром на Arduino или Raspberry Pi уже сейчас. Если вам нужен дальномер с рабочей дистанцией до 20 метров и моментальной реакцией — это подходящий вариант. А если заморочиться и моторизовать лидар, то у вас получится сделать и любительский 3D-сканер на принципе ToF.

Как работает радар лидар и схемы их обхода

Как работает радар, лидар и схемы их обхода

Читать еще:  Какой предохранитель отвечает за бензонасос

Запись опубликована 24th Май 2013

Для многих автомобилистов высокая скорость — явление обычное. Есть даже электронное оборудование специального назначения, которое поможет любителю быстрой езды избежать штрафных санкций на дорогах. Первый такой прибор — антирадар появился еще в семидесятых годах прошлого столетия, и до сей поры для многих автолюбителей является самым необходимым приспособлением.

Сегодня мы узнаем, для каких целей служат антирадары, как они функционируют, а также рассмотрим самые продвинутые и современные модели радаров, служащих для определения скорости машины.

Устройство и принцип действия радара.

Даже самый простой радар является и приемником, и передатчиком радиосигналов. Радиопередатчик — прибор, который осуществляет генерацию колебаний электротока, при которой напряжение растет и понижается с определенной частотой, то есть происходит выработка электромагнитной энергии. При колебании тока, энергия проходит через воздушные слои атмосферы, как электромагнитные волны. Радиопередатчик имеет усилитель, повышающиймощность электромагнитной энергии, и антенну, транслирующую радиоволны.

Радиоприемник с помощью антенны принимает волны, преобразуя их в электрический ток. Одним словом, радар, это обычная передача электромагнитного потока на расстоянии.

В радаре радиоволны служат неким поисковиком разнообразных объектов. Самая простая задача радара – подготовить информацию, на каком расстоянии от вас находится нужный объект. Прибор излучает радиоволны и улавливает их отражение. Радиоволны распространяются в атмосфере с постоянной скоростью света, поэтому радар может вычислить расстояние до объекта через время, затрачиваемое радиосигналом на возвращение.

Используя эффект Доплера, радар может измерить скорость движения автомобиля. Частота и число колебаний у радиоволн в единицу времени четко определены. Если и объект, и радар неподвижны, возвращенная частота волны будет такая же, что и исходный сигнал – зеркальное отражение. Но при удалении объекта от радара, вторая часть сигнала проходит большее расстояние, частота при этом снижается (см. диаграмму). Если машина приближается к радару, путь второго сегмента волны более короткий, чем первый — частота увеличивается.

Если радар установлен на машине ДПС, то скорость ее движения учитывается тоже. Например, скорость машины патруля 80 кмчас, показания радара — скорость объекта 30 кмчас. Складываем обе скорости и получаем – нарушителя, который движется со скоростью 110 кмчас. Способ проверенный. Действует уже пятьдесят лет.

Наука не стоит на месте и уже сегодня предпочтение отдается лидарам, то есть лазерным радарам, которые для определения скорости движения объекта используют не радио, а световые сигналы.

Лидары не отслеживают частотные изменения волны — за короткий временной промежуток они посылают несколько инфракрасных импульсов, которые и ведут сбор данных о расстоянии до машины.

Лидар, показывающий время, затраченное инфракрасным светом на прохождение расстояния до автомобиля и обратно, может послать более пятидесяти импульсов в секунду. Поэтому точность показаний прибора сомнений не вызывает.

Улыбнитесь, Вас снимает скрытая камера!

Лазерный радар посылая луч, регистрирует скорость машины, которая проезжает мимо. Если прибор зафиксировал объект, скорость которого превышает допустимые пределы, система активирует фотокамеру, делаются снимки номера машины и человека за рулем.

Итак, как сотрудники ГАИ с помощью приборов ловят «гонщиков» мы выяснили. Теперь самое время рассказать, как при помощи антирадара можно обхитрить “ловушки”.

Обычные радары очень легко обнаружить. Самый доступный антирадар – это радиоприемник, для приема станций AM и FM диапазонов, настроенный на тот же диапазон частот, что и радар. Велики ли шансы обмануть радар при помощи этого простейшего антирадара? Сразу оговорюсь, очень малы. Если патруль подкрадется к вам сзади — ваш приемник, конечно, предупредит, но- увы, батенька, поздно. У сотрудников ДПС уже в наличии вся нужная им информация о вас. Радар ДПС настроен только на один объект, и поэтому небольшой шанс, что ваш антирадар засечет его «позывные» до того, как радар поймает вашу машину, конечно же, есть. Однако, стоит ли полагаться только на удачу, да на русский «авось»?

Современные антирадарные устройства предлагают для «гонщиков» более надежный уровень «защиты». А отличие от простейшего приемника, который лишь фиксирует наличие радарного устройства, современные антирадары, имеют в наличии собственный передатчик, который, повторяя сигнал радара ДПС, «добавляет» к нему еще и радиопомехи. И как результат, милицейский прибор не может определить скорость вашего автомобиля.

А теперь попробуем обмануть лидар. Сразу оговоримся это сделать намного сложнее. Можно установить на свой антирадар светочувствительную панель, распознающую свет лидара, но к тому времени как эта панель распознает лазерный луч, он уже достигнет вашего автомобиля. А если уменьшить отражательную способность машины, выкрасив ее в черный цвет? Есть «гонщики», которые прибегают к этому способу. Можно еще поставить на номерные знаки пластиковое специальное покрытие, уменьшающее коэффициент отражения. Хитрости, конечно, не великие, но запас времени, чтобы снизить скорость при обнаружении лидара, у вас будет.

Помимо всего вышеперечисленного «гонщики» ставят на машины передатчик помех лазерной системы. Принцип действия такой системы идентичен глушителю радиолокатора. Встроенные светоизлучающие (СИД) диоды мешают лидару распознать отраженный свет. Естественно, лидар не получит верных данных о скорости объекта.

И в заключение несколько слов об эффективности всех перечисленных антирадаров. Ни один из них не дает стопроцентную гарантию. Так что у водителей есть один единственный проверенный способ не подвергаться штрафам за превышение скорости: не превышать скорость на дорогах!

За помощь в подготовке и публикации данного материала хочется поблагодарить компанию «Амикс Груп», которая, помимо прочего, предлагает контейнерные перевозки по самым лучшим расценкам в Москве и Московской области. Более подробную информацию можно получить, перейдя по вышеуказанной ссылке.

Лидар

Лидар (LiDAR) — это технология дистанционного зондирования, которая использует лазерный импульс для сбора измерений, которые затем можно использовать для создания 3D-моделей, карт объектов и окружающей среды.

Технология существует с 1960-х годов, когда лазерные сканеры были установлены на самолетах. Лишь в конце 1980-х годов, с появлением коммерчески жизнеспособных систем GPS, данные с лидаров стали полезным инструментом для обеспечения точных геопространственных измерений.

LiDAR является аббревиатурой от Light Detection and Ranging — обнаружение света и дальности (расстояния).

Лидар принцип работы

Он работает аналогично радару и сонару, но использует световые волны от лазера вместо радио или звуковых волн. Система лидар рассчитывает, сколько времени требуется свету, для попадания в объект и отражения обратно в сканер. Расстояние рассчитывается с использованием скорости света.

  • Скорость света составляет 299 792 458 метров в секунду.

Лидар принцип работы
Системы могут генерировать около 1 000 000 импульсов в секунду. Каждое из этих измерений или результатов может затем быть преобразовано в трехмерную визуализацию, которая представляет собой облако точек.

Lidar

Использование технологии Lidar. Система чаще всего используются для геодезических задач. Благодаря своей способности собирать трехмерные измерения, системы лазерного сканирования стали активно использоваться для съемки искусственной среды (например: зданий, дорожных сетей и железных дорог), а также для создания цифровых моделей рельефа (DTM) и рельефа конкретных ландшафтов (DEM).

Лазерное сканирование является популярным методом обнаружения риска наводнений, накопления углерода в лесном хозяйстве и мониторинга береговой эрозии.

С использованием данной технологии также наблюдается повышенный уровень внедрения приложений автоматизации. Многие производители автомобилей используют сканеры меньшего диапазона и с более низкой дальностью, чтобы помочь в навигации автономных транспортных средств. Именно с использованием этой технологии работают системы автоматического управления в автомобилях Тесла и им подобных.

Применение лидаров

На сегодняшний день наиболее распространенными сферами использования системы лидар являются приложения для географического и атмосферного картографирования. Такие организации, как USGS (Геологическая служба США), NOAA (Национальное управление океанографии и атмосферы) и NASA, десятилетиями использовали лидар для создания карт Земли и космоса.

  • Климатологи используют его, чтобы исследовать состав атмосферы и изучать облака, испарения и глобальное потепление
  • Океанографы используют его для отслеживания береговой эрозии
  • Ботаники используют лидары, чтобы измерить постоянно меняющиеся структуры лесов Земли

Мы также можем использовать Lidar для изучения газового состава атмосферы. Разные газы поглощают световые волны различной длины в необходимом количестве, поэтому мы можем дистанционно изучать газы в определенном месте, запустив в него два лазерных луча с различной длиной волны из самолета или вертолета, сравнив потом, сколько из каждой длины волны поглощено или отражено. Эта система называется LiDAR с дифференциальным поглощением (DIAL), может использоваться для всего: от обнаружения утечек газопроводов, до измерения загрязнения воздуха.

Одним из наиболее распространенных применений является полицейское оборудование для измерения скорости автомобилей, хотя мы обычно думаем, что это радар.

Портативные приборы гораздо чаще используют лазеры с длиной волны 905 нм, которые дешевые, безопасные и очень эффективные.

У лидаров большое будущее, так как данная технология не стоит на месте, постоянно развивая приложения и утилиты. От базовых приложений для датчиков до систем 3D печати, 3D сканирования, моделирования и умных городов. Lidar трансформирует мир разными способами.

Лидар в дополненной реальности (AR)

LiDAR Augmented reality — это технология, которая позволяет пользователю просматривать виртуальный контент так же, как он существовал бы в реальном мире. LiDAR повышает четкость и конечный результат AR систем. Сканер лидара предлагает высококачественное «3D-картирование», которое позволяет другим AR-системам размещать данные поверх карты с высоким разрешением, используя облако точек хорошо дополняя его.
Также ведутся исследования по применению «доплеровского ветра», который позволил бы ясно видеть движение ветра. Этот подход был бы очень полезен для авиационной безопасности, визуализации атмосферных данных, прогнозирования погоды и готовности к стихийным бедствиям.

Читать еще:  Почему руль тянет влево или вправо основные причины

Технология в автономных транспортных средствах
Ожидается, что автономные автомобили скоро появятся на дорогах, которые произведут революцию в автомобильном секторе. Без лидара автономные транспортные средства перестанут существовать. Лидар следует называть глазами автономного транспортного средства, поскольку он смотрит на окружение, вычисляет расстояние, определяет препятствия впереди, освещает объекты лазером, а затем создает цифровое изображение высокого разрешения. Он также используется для предотвращения столкновений, путем измерения расстояния между автомобилем и любым другим препятствием перед ним. Это делается путем установки модуля на бампер или крышу. Адаптивная система круиз-контроля в автономном автомобиле получает информацию от датчиков, с помощью которых она решает, когда включать тормоза, замедляться либо ускоряться.

Lidar и изменение климата
Сверхвысокое разрешение и точные изображения захвата подчеркивают даже мельчайшие детали. По этой причине ученые и геологи все чаще отдают предпочтение данной технологии. Лидар может помочь отслеживать процессы ведения сельского хозяйства более эффективно, чем любой другой метод.

LiDAR в космосе
НАСА разработало для международной космической станции инструмент под названием GEDI (исследование динамики глобальной экосистемы), который обеспечивает уникальное трехмерное изображение лесов Земли и помогает предоставить информацию об углеродном цикле, который ранее не был доступен. GEDI предоставляет жизненно важную информацию о влиянии деревьев на количество углерода в атмосфере. Используя эту информацию, ученые теперь могут определить точный уровень углерода, который хранится в лесах, и количество деревьев, которые необходимо посадить, чтобы компенсировать влияние выбросов парниковых газов.

Геодезия
Геодезия является одной из самых известных областей применения технологии. Съемка используется в областях строительства, городского планирования и изучения топографии региона. При съемке материалы собираются очень быстро, превосходя обычные методы. Пространственные модели, созданные с использованием LiDAR, имеют незначительную погрешность, экономят деньги и позволяют принимать решения быстрее. При съемке точки преобразуются в цифровую модель рельефа (ЦМР). ЦМР может иметь любую текстуру в зависимости от области применения и плотности.

Археология
Для исследование старых археологических раскопок, здесь лидар полезен из-за исключительной детализации, которую он может сделать. При этом экономится время, а также усилия археологов, позволяя им «воскрешать» объекты, которые раньше было практически невозможно создать.
Потрясающие трехмерные изображения древнего города майя, были созданы двумя археологами с помощью лидара. Эта модель позволила совершенно по-другому взглянуть на структуру города и назначение отдельных зданий.

Карты лидара

LiDAR Mapping (Карты лидара). При картировании используется лазерная сканирующая система со встроенным инерциальным измерительным блоком (IMU) и приемником GNSS, который позволяет осуществлять географическую привязку каждого измерения или точки. Каждая точка объединяется с другими для создания трехмерного представления объекта или области.

Карты лидара могут использоваться для определения точности позиционирования.

Материалы LiDAR в форме или облаке точек можно использовать для создания карт целых городов, с точностью до миллиметра. Элементы и объекты, такие как дорожные сети, мосты, растительность, могут быть классифицированы и нанесены на трехмерные карты.

Карты LiDAR также можно использовать для выделения изменений и отклонений, таких как эрозия земли, изменения наклона почвы и рост растительности.

Российскую компанию признали лидером систем беспилотного вождения для автомобилей

Сразу обозначу, текст мой — тег «мое».

Пока все обсуждают каршеринг и первый опыт эксплуатации сервисов, предоставляющих такие услуги, продолжают динамичными шагами развиваться технологии беспилотного управления автомобилем. В начале январе во время всемирной выставки в Лас-Вегасе российская Cognitive Technologies была признана компанией года в разработке систем управления автомобилями без водителя.

Впервые современный беспилотный автомобиль был представлен широкой публике компанией Google в 2015 году. Это вызвало хайп и планы в ближайшем будущем массово пересесть на беспилотный автомобиль. Однако, в определенный момент стало понятно, что использование автономного управления автомобилем сопряжено с рядом сложностей.

Для того, чтобы показать насколько сложны когнитивные механизмы современного беспилотника, немного об его устройстве. Итак, система автомобильного зрения состоит из следующих компонентов:

LIDAR. Лидар — технология получения и обработки информации об удалённых объектах с помощью активных оптических систем. Иначе говоря — лазерный дальномер. Сегодня используются многоканальные лидары с 64-ю и более лучами. Устанавливается лидар, как правило, на крышу беспилотного автомобиля, обеспечивая круговой обзор. Обратите внимание на два момента: наличие мертвой зоны вокруг автомобиля и относительно небольшое охватываемое лидаром расстояние.

RADAR. Для решения проблемы с «близорукостью» автомобиля применяются радары. Радар — это система обнаружения, которая использует радиоволны для определения дальности, высоты, направления движения и скорости объектов. Излучающая антенна радара передает импульсы радиоволн, которые отражаются от любого препятствия на своем пути. Объект возвращает крошечную часть энергии волны, в принимающую антенну, которая обычно находится рядом с передатчиком. Радары позволяют автомобилю «видеть» достаточно далеко, для того, чтобы реагировать на быстрые изменения на автострадах.

ВИДЕОКАМЕРА. Картинку выше можно использовать для описание камеры. Еще один способ получения информации об окружающем пространстве. В беспилотном автомобиле Google камера применяется для того, чтобы сопоставлять картинку улиц с Google Maps. Аналогичная система «цифровой корреляции с рельефом местности блока наведения крылатой ракеты» (TERCOM) была разработана в интересах американских военных еще в 1970-х годах.

ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ. GPS, ГЛОНАСС приемники служат для определения местоположения автомобиля в пространстве и позволяют отслеживать его движения. Стоит отметить, что одной навигационной системы, обеспечивающей точность в несколько метров, не хватает, поэтому применяются одновременно несколько навигационных систем.

СИСТЕМА В ЦЕЛОМ

Совокупность информации об окружающей обстановке обрабатывается бортовым компьютером, которые принимает решение относительно действий автомобиля.

Когда широкой публике впервые были показаны тестирования беспилотных автомобилей, условия их эксплуатации были идеальными — ровный асфальт, дорожная разметка и ярко выкрашенные знаки. Первым это сделал Google, а потом сделали все. Алгоритм, принимающий решения о действиях автомобиля, работал приемлемо. Но реальная дорожная обстановка зачастую не является благоприятной. Комплекс проблем был условно разделен на две категории:

Проблема №1: сами по себе дороги могут значительно отличаться от требований по ГОСТ.

Проблема №2: существует множество вариантов дорожных ситуаций, которые для машины являются неочевидными: человек у обочины собирается перейти или стоит по своим делам? Человек махнул рукой — ладно, а если инспектор дорожной службы махнул рукой? На дорогу выбежал ребенок, а на тротуаре стоят люди — как реагировать?

Вручную обработать и запрограммировать алгоритмы действия машины для такого количества ситуаций невозможно. Поэтому по-настоящему история беспилотных автомобилей началась только с развитием технологий машинного обучения — нейросетей.

Нейросети позволили исследовать заданную область в поисках правильного решения без подсказки со стороны человека. Программа применяет метод проб, ошибок, на основании которых создаёт поведенческие правила для автомобиля.

На момент февраля 2018 года, специализированная нейронная сеть глубокого обучения российской компании Cognitive Technologies Pilot справились с задачей автоматического вождения автомобиля в условиях снега, грязи и бездорожья. Следующий шаг — за пониманием машинным интеллектом «неявных» дорожных ситуаций.

Российскую компанию признали лидером

В январе компания Cognitive Technologies показала на выставке CES Cognitive Pilot системы автономного управления автомобилем, которые не боятся снега, грязи и бездорожья. Сейчас у Cognitive есть пробные проекты с большими автомобильными компаниями на куски технологий (например: «Сделайте для нас распознавание в тумане»), и жёсткие требования по качеству, так один из немецких автопроизводителей готов покупать технологи Cognitive при условии, что машина на пятьдесят часов проезда будет допускать только одну ошибку. В интервью Forbes глава компании Ольга Ускова назвала своими конкурентами Mobileye (собственность Intel) и Inhouse Consulting (подразделение Mercedes-Benz), а беспилотная машина «Яндекса» для Усковой пока выглядит слабой.

Выдержка из интервью Forbes:

Да, мы получили премию британского аналитического агентства Softech — Cognitive Computing, AI & Robotics Awards 2017. Нас признали мировыми лидерами. Сейчас мы ждем результатов реструктуризации Mobileye. Если у Intel получится сделать лучше, чем было, это будет мощнейший для нас соперник. Другим конкурентом мы видим Inhouse Consulting, подразделение Mercedes-Benz. Хотя они очень закрыты и ничего из своих разработок не показывают, — только готовую продукцию. Я объясняла нашим партнерам на переговорах на CES, почему они конкуренты. Сейчас модно заявлять, что, мол, соберем мощных дорогих людей, и они решат задачу, но это все равно, что собрать девять мамочек, и все равно они не родят за один месяц. Так и тут: школа ИИ создается десятилетиями, а Mercedes-Benz инвестировал в эту тему тридцать лет. Мы их рассматриваем как очень серьезных соперников. А кроме этих двух мы других конкурентов не видим.

По словам Ольги Усковой сегодня формулировка «автомобиль без водителя» неправильная. По её мнению, полностью без водителя он станет к 2025 году. Пока же это автомобиль с некоторым уровнем самостоятельности мышления. Но настанет время — будет обсуждать беспилотный автомобиль так же как каршеринг сегодня.

Источники:

http://www.womencar.ru/s.php/1575.htm
http://www.sigma-74.ru/articles/avtomobilnyi-radary-lidary-i-antiradary-ikh-preimushchestva-i-nedostatki.html
http://amperka.ru/page/lidar-sensors-guide
http://avtopremial.ru/kak-rabotaet-radar-lidar-i-sxemy-ix-obxoda
http://gistroy.ru/article/lidar/
http://pikabu.ru/story/rossiyskuyu_kompaniyu_priznali_liderom_sistem_bespilotnogo_vozhdeniya_dlya_avtomobiley_5708053

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector