Pengetahuan Profesional

Retrospek dan Analisis Trend Perkembangan Laser Lidar

2021-03-23
Sejak laser dicipta pada tahun 1960-an, lidar telah berkembang secara besar-besaran. Laser telah menjadi pemacu sebenar, menjadikan lidar murah dan boleh dipercayai, menjadikannya lebih kompetitif daripada teknologi sensor lain. Radar laser mula berfungsi di kawasan yang boleh dilihat (laser ruby), kemudian di kawasan inframerah berhampiran (Nd: YAG laser), dan akhirnya di kawasan inframerah (laser CO2). Pada masa ini, banyak lidar berfungsi di kawasan inframerah berhampiran (1.5 um) yang tidak berbahaya kepada mata manusia. Berdasarkan prinsip lidar, banyak teknologi baru, seperti OCT dan holografi digital, telah diberi perhatian lebih dan lebih.
Penggunaan lidar dalam ukur dan pemetaan terutamanya termasuk julat, kedudukan dan lukisan bumi dan objek asing; lidar koheren mempunyai aplikasi penting dalam aplikasi alam sekitar, seperti penderiaan angin dan pembangunan lidar apertur sintetik; pengimejan berpagar digunakan terutamanya dalam aspek ketenteraan, perubatan dan keselamatan; dan lidar telah digunakan dalam penyelidikan vaskular dan pembetulan penglihatan mata. Ghost lidar telah diaplikasikan secara teori dan Simulasi dalam bentuk teknologi baru. Sebagai teknologi penting, lidar digunakan oleh autopilot dan UAV. Ia juga digunakan oleh polis untuk mengukur kelajuan, serta permainan seperti permainan deria Kinect milik Microsoft.
Sepanjang sejarah pembangunan lidar di Eropah, Amerika Syarikat, bekas Kesatuan Soviet, Jepun dan China, lidar telah melalui banyak peringkat pembangunan. Dari julat laser terawal, lidar telah digunakan secara meluas dalam julat ketenteraan dan bimbingan senjata, terutamanya dalam kedudukan laser (radar bistatic). Penyelidikan lanjut telah membawa kepada pembangunan sistem pengimejan laser berdasarkan pemantauan gating dua dimensi dan teknologi pengimejan tiga dimensi dalam proses peralatan. Pembangunan sistem pengimejan terutamanya merangkumi: julat yang lebih luas dan resolusi jarak silang, tatasusunan sensitif foton tunggal, pelepasan laser berbilang frekuensi atau spektrum luas dengan pelbagai fungsi, keupayaan penembusan yang lebih baik, melintasi tumbuhan, melintasi media padat untuk pengecaman sasaran dan aplikasi lain .
Dalam aplikasi awam dan tentera-sivil, teknologi lidar alam sekitar telah matang dalam bidang penyelidikan penderiaan jauh atmosfera dan lautan, manakala di banyak negara, lidar pemetaan tiga dimensi telah memasuki keadaan operasi. Dengan peningkatan kecekapan laser, dan lebih padat dan lebih murah, ia menyediakan aplikasi yang berpotensi untuk kereta dan UAV. Penggunaan kenderaan autopilot mungkin merupakan aplikasi komersial lidar yang paling banyak digunakan, yang mengurangkan saiz, berat dan kos lidar dengan banyak.
Teknologi Lidar mempunyai banyak aplikasi dalam bidang perubatan, salah satunya ialah tomografi koheren rendah optik. Teknologi ini berasal daripada aplikasi luas pemantul laser dalam oftalmologi untuk mengkaji pembinaan semula tiga dimensi struktur mata. Ia merealisasikan endoskopi tiga dimensi saluran darah dan meluas ke halaju tiga dimensi Doppler. Satu lagi contoh penting ialah pengimejan biasan diopter mata manusia. Penyelidikan.
Dalam penyelidikan sistem lidar, banyak teknologi dan kaedah baharu telah muncul, termasuk apertur berliang dan sintetik, operasi dua hala, laser pelepasan berbilang panjang gelombang atau jalur lebar, pengiraan foton dan teknologi kuantum termaju, gabungan sistem pasif dan aktif, gabungan gelombang mikro dan lidar, dsb. Pada masa yang sama, diharapkan lidar koheren akan digunakan untuk meningkatkan kaedah mendapatkan data medan penuh. Dari segi komponen, sumber laser berbilang fungsi yang berkesan, pengimbas laser keadaan pepejal padat, kawalan dan pembentukan rasuk bukan mekanikal, tatasusunan satah fokus yang sensitif dan lebih besar, perkakasan dan algoritma yang berkesan untuk memproses maklumat lidar dan kadar data yang tinggi digunakan untuk mencapai pengesanan langsung dan koheren.
Dengan membandingkan pencapaian teknologi lidar dalam tempoh 50 tahun yang lalu di pelbagai negara, keputusan menunjukkan bahawa teknologi lidar dan aplikasi berkaitan masih mempunyai prospek aplikasi yang luas.