Lidar (radar láser) es un sistema de radar que emite un rayo láser para detectar la posición y la velocidad de un objetivo. Su principio de funcionamiento es enviar una señal de detección (rayo láser) al objetivo y luego comparar la señal recibida (eco del objetivo) reflejada desde el objetivo con la señal transmitida, y después del procesamiento adecuado, puede obtener información relevante sobre el objetivo, como la distancia del objetivo, el azimut, la altitud, la velocidad, la actitud, incluso la forma y otros parámetros, para detectar, rastrear e identificar aviones, misiles y otros objetivos. Consiste en un transmisor láser, un receptor óptico, un tocadiscos y un sistema de procesamiento de información. El láser convierte los pulsos eléctricos en pulsos de luz y los emite. El receptor óptico luego restaura los pulsos de luz reflejados desde el objetivo a pulsos eléctricos y los envía a la pantalla.

LiDAR es un sistema que integra tres tecnologías: láser, sistema de posicionamiento global y sistema de navegación inercial, que se utiliza para obtener datos y generar DEM precisos. La combinación de estas tres tecnologías puede localizar el punto del rayo láser que golpea el objeto con gran precisión. Se divide además en el sistema LiDAR de terreno cada vez más maduro para obtener modelos digitales de elevación del suelo y el sistema LIDAR hidrológico maduro para obtener DEM submarino. La característica común de estos dos sistemas es el uso de láseres para detección y medición. Esta es también la traducción original en inglés de la palabra LiDAR, a saber: LIght Detection And Ranging, abreviado como LiDAR.

El láser en sí tiene una capacidad de alcance muy precisa, y su precisión de alcance puede alcanzar varios centímetros. Además del láser en sí, la precisión del sistema LIDAR también depende de factores internos como la sincronización del láser, el GPS y la unidad de medición inercial (IMU). . Con el desarrollo de GPS e IMU comerciales, se ha vuelto posible y se ha utilizado ampliamente para obtener datos de alta precisión de plataformas móviles (como en aviones) a través de LIDAR.

El sistema LIDAR incluye un láser de banda estrecha de haz único y un sistema de recepción. El láser genera y emite un pulso de luz, golpea el objeto y lo refleja, y finalmente es recibido por el receptor. El receptor mide con precisión el tiempo de propagación del pulso de luz desde la emisión hasta la reflexión. Debido a que los pulsos de luz viajan a la velocidad de la luz, el receptor siempre recibe el pulso reflejado antes del siguiente pulso. Dado que se conoce la velocidad de la luz, el tiempo de viaje se puede convertir en una medida de distancia. Combinando la altura del láser, el ángulo de escaneo del láser, la posición del láser obtenida del GPS y la dirección de la emisión del láser obtenida del INS, se pueden calcular con precisión las coordenadas X, Y, Z de cada punto en el suelo. La frecuencia de emisión del rayo láser puede variar desde unos pocos pulsos por segundo hasta decenas de miles de pulsos por segundo. Por ejemplo, un sistema con una frecuencia de 10,000 pulsos por segundo, el receptor registrará 600,000 puntos en un minuto. En términos generales, la distancia entre puntos en el suelo del sistema LIDAR varía entre 2 y 4 m. [3]

El principio de funcionamiento del lidar es muy similar al del radar. Usando láser como fuente de señal, el láser pulsado emitido por el láser golpea árboles, carreteras, puentes y edificios en el suelo, provocando dispersión, y parte de las ondas de luz se reflejarán en la recepción del lidar. En el dispositivo, de acuerdo con el principio de rango láser, se obtiene la distancia desde el radar láser hasta el punto de destino. El láser de pulso escanea continuamente el objeto de destino para obtener los datos de todos los puntos de destino en el objeto de destino. Después del procesamiento de imágenes con estos datos, se pueden obtener imágenes tridimensionales precisas.

El principio de funcionamiento más básico de LIDAR es el mismo que el del radar de radio, es decir, el sistema de transmisión de radar envía una señal, que es reflejada por el objetivo y recogida por el sistema de recepción, y se determina la distancia del objetivo. midiendo el tiempo de ejecución de la luz reflejada. En cuanto a la velocidad radial del objetivo, se puede determinar mediante el cambio de frecuencia Doppler de la luz reflejada, o se puede medir midiendo dos o más distancias y calculando la tasa de cambio para obtener la velocidad. Este es y es también el principio básico de los radares de detección directa. principio de funcionamiento

Ventajas de Lidar

En comparación con el radar de microondas ordinario, debido a que utiliza un rayo láser, la frecuencia de funcionamiento del lidar es mucho mayor que la del microondas, por lo que aporta muchas ventajas, principalmente: