AUTOMATION Lidar-systemer kan føle på alle industrier Den teknologiske udvikling har gjort det lettere at omforme den fysiske verden til en digital form – og lidar (Light Detection And Ranging) er et godt eksempel. Applikationer lige fra geografisk mapping over 3D-strukturering og objektgenkendelse til sikkerhed, landbrug og procesautomation kan med fordel bruge lidar til at sænke omkostninger, øge effektiviteten og generelt løse opgaver, der ikke tidligere var mulige Af Tony Pirc, applikationsingeniør, Analog Devices Inc. Grundlæggende er lidar et system, der opfanger det lys, der ”bouncer” tilbage fra ob- jekter. På den måde kan man måle den transmitterende del af det lysemitterende system samt den modtagne mængde reflekteret lys som en funktion af tiden. Det svarer fuldstæn- Hvis man bevæger sig i et ukendt, mørkt rum, går man langsommere, end hvis rum- met er oplyst, og man må føle sig frem for at fornemme, hvad der er i rummet. Prøv så det samme med et par latex have- eller boksehandsker. Hvert par handsker egner sig til deres eget formål – men ikke ligefrem til at føle sig frem i mørket med. Det er lidt som forskellen mellem lidar og ra- dar. Laserdriverne er ved at nå disse mål, hvorved lidar bli- ver kommercielt interessant. Andre faktorer omfatter små og effektive powermanage- ment-løsninger, integration af subsystemerne, billigere high- speed databehandling samt sofistikeret software for at få mening i data. Vi er ved at nå det punkt, hvor lidars ydelse møder effektbudgettet, så teknologien giver mening i applikationer, der ikke tidli- Fortidens 3D-capture af bevægelser krævede specielle dragter med tracking af de hvide punkter på dragten. digt til teknikken i et tradi- tionelt radarsystem – med én væsentlig forskel: Bølgelæng- den i lidar-systemer er titu- sindedele kortere end selv de korteste radarbølgelængder. Men hvad betyder den meget kortere bølgelængde i forhold til radaren? Jo, det giver en langt bedre opløsning og der- med et langt mere præcist bil- Radar vil fortsat blive brugt i årtier fremover, men lidar er et nyt værktøj i den nære ho- risont, og lidar vil give os mu- lighed for at sanse mange flere ting i vores omgivelser. Hidtil har teknologien været forbe- holdt store og dyre applikatio- ner (som geografisk overvåg- ningsudstyr) eller de mindre og enklere, men fortsat dyre, gere var en mulighed. Ved at nå ”den kritiske masse” vil de samlede anstrengelser tvinge pris, størrelse og effekt ned, mens ydelsen stiger. Ligesom MEMS-revolutionen (MikroElektroMekaniske Sy- Capture af overflader med lidar giver langt mere detaljerede billeder. stemer) i 90’erne gennemgår lidar en hastig udvikling. Men det har været længe under- vejs. MEMS blev udtænkt i 50’erne, men blev først en praktisk mulighed årtier sene- re. Tilsvarende har lidar været kendt siden 60’erne, men det er først nu, at det kommerciel- le gennembrud er nært fore- stående. Det er den samlede udvikling på flere fronter, som åbner døren for brug af lidar i en række nye applikationer. Men hvad kan lidar, som vi ikke kunne før? Jo, der er en række områder, hvor lidar kan føre til innovation i nye applikationer. Underholdning Inden for underholdningsin- dustrien er der et behov for at mappe komplekse datasæt eller objekter digitalt, så der opstår en mere sømløs inter- aktion mellem virkeligheden og den softwaregenererede parallelle verden. Inden for film og videospil giver det en flydende 3D-capture af be- vægelser fra skuespillerne i det fiktionsunivers, der udgør film- eller spilverdenen. Hidtil har det krævet dyre dragter med sensorer (og begrænset informationsmængde) eller hjemmebrygget animation (som kan være dyr og tidskræ- vende at realisere). Geografiske opmålinger Lidar har været brugt inden for geografiske opmålinger i nogen tid, men bedre ræk- kevidde og opløsning har nu gjort det muligt at opdage blandt andet ruiner, som ikke kunne nås til fods. De stadigt mindre formfaktorer og pri- ser for udstyret gør også lidar anvendelig for landmålere og bygningskonstruktører, da teknologien er langt over- legen i forhold til hastighed, præcision, fleksibilitet og sik- kerhed. De samme mulighe- der gør sig gældende inden for byggebranchen, hvor en monitering af fremdriften i konstruktionen kan illustre- res i real-time med en enklere sammenligning af det faktiske byggeri med planerne. Det gi- ver en bedre forståelse af inte- griteten i konstruktionen over tid med en bedre mulighed for planlægning af renovering eller ombygning. Transport og trafiksikkerhed Forudsætningen for auto- nome køretøjer er tilføjelsen af prisbillige lidar-systemer til supplement af instrumenter- Hvad vi ser vs. hvad radaren ser. lede. Selv med en række soft- waretricks er der grænser for detaljeringsgraden, hvis bøl- gelængden er for stor. Med li- dars kortere bølgelængde kan vi scanne miljøer for objekter og deres egenskaber frem for kun at kende location, størrel- sen – sådan nogenlunde – og emnets hastighed. hastighedsmålere, som poli- tiet blandt andet bruger. Et højtydende lidar-system skal opfylde flere kriterier. Transmissionsdelen skal ek- sempelvis pulse en laser mel- lem tre og fem nanosekunder med en peak-strøm mellem 40A og 80A, hvis den skal bruges i automotive formål. Opmålte højdeforskelle i et stenbrud. 18 nr. 7 | juni 2021 -
Download PDF fil
Cookiepolitik
Se arkivet med udgivelser af Aktuel Elektronik her
TechMedias mange andre fagblade kan læses her