Radar vagy LiDAR: Mi a különbség?
A RADAR és a LiDAR egyaránt hullámalapú technológia, amely érzékeli, követi és leképezi a környezetet. Bár a két technológia hasonló célokat szolgál, működési módjukban különböznek egymástól. Ezek a különbségek különböző forgatókönyvekhez teszi őket alkalmassá.
Mindkét technológia hullámokat sugároz és fogadja a visszavert hullámokat. Ezután számba veszik a visszavert hullám visszatérésének időtartamát, kiszámítják a távolságot, és végül képet adnak a környezetről. De míg a RADAR rádióhullámokat használ, a LiDAR fényhullámokat. Nézzük meg, milyen további különbségekhez vezet ez.
RADAR
A RADAR (rádióhullámos észlelés és távolság-meghatározás) ötletét 1935-ben vezették be, ebből fejlesztették ki a ma is ismert Radart. A RADAR eszközhöz adó, antenna és vevő tartozik.
Az adó rádióhullámokat hoz létre, amelyeket felerősít, és az antennán keresztül továbbít. Ezek a hullámok a környezetbe kerülnek, ahol visszaverődnek azokról a tárgyakról, amelyekkel találkoznak.
A vevő ezután fogadja a visszavert hullámokat. A rádióhullámok állandó sebességgel terjednek, így a RADAR ki tudja számítani, milyen messze vannak az objektumok, az alapján, hogy mennyi időbe telt, amíg a kibocsátott hullámok visszatértek a vevőhöz.
A rádióhullámok hullámhossza 3 millimétertől több ezer méterig terjedhet. A nagyobb hullámhossz alacsonyabb frekvenciát jelent, és fordítva. A nagyfrekvenciás, rövidhullámú rádióhullámokat használó RADAR-ok érzékelési tartománya rövidebb, de sokkal tisztább képet adnak. A RADAR-okat rádióhullámuk hullámhossza alapján osztályozzák. A RADAR-oknak hét általános sávja van.
Annak ellenére, hogy a rádióhullámok hullámhossza jóval meghaladhatja a 100 centimétert, a hosszabbakat nem használják a RADAR-okban, mivel nem biztosítanak megfelelő pontosságot a képalkotásban.
A RADAR-okat különféle alkalmazásokban használják, például hajókon és repülőgépeken rossz időjárási körülmények között történő navigálásra, autókban parkolás-érzékelőként, a csillagászok pedig a légkör változásainak észlelésére.
LiDAR
A LiDAR-t (Fény észlelés és távolság-meghatározás) néhány évtizeddel a RADAR után találták fel. A rádióhullámok helyett a LiDAR fényhullámokat használ a környező objektumok észlelésére és követésére.
A LiDAR eszközhöz adó és vevő is tartozik. Az adó fényhullámokat bocsát ki, általában lézeres formában, amelyek aztán visszaverődnek a tárgyakról és visszatérnek a vevőbe.
Az az idő, amely alatt a fényhullám visszatér a LiDAR eszközhöz, annak mértéke, hogy milyen messze van az adott tárgy. A LiDAR eszköz gyorsan képes teljes képet alkotni a környezetéről azáltal, hogy fényhullámokat lő minden irányba.
A fényhullámok nagyon rövid hullámhosszúak, és a LiDAR-okban használt hullámok általában körülbelül 950 nanométer hosszúságúak.
Nagy pontosságuknak köszönhetően a LiDAR-ok részletes 3D-s képeket tudnak adni a környezetről. Ez kívánatossá teszi a LiDAR-okat különféle felhasználási célokra, például erdők és ökoszisztémák 3D-s térképeinek, vagy akár más bolygók topológiai térképeinek elkészítéséhez.
A LiDAR-okat autonóm járművekben is használják, mivel kiváló pontosságuk lehetővé teszi, hogy az önvezető autók jobban megértsék, mi van előttük.
A RADAR és a LiDAR tehát egyaránt hullámalapú észlelési és távolságmérő technológia. A kettő működését tekintve azonos, kivéve, hogy a RADAR rádióhullámokat, míg a LiDAR fényhullámokat használ. A RADAR-t és a LiDAR-t azonban eltérő tulajdonságaik miatt különböző alkalmazásokban használják.
Felbontás és tisztaság
Különféle RADAR-sávok állnak rendelkezésre, és mindegyik egy meghatározott rádióhullám-tartományt használ. Ez különbözteti meg az egyik RADAR-t a másiktól. Azonban, mint korábban említettük, egy nagyobb frekvenciájú és kisebb hullámhosszú hullám tisztább képeket eredményezhet. Éppen ezért a milliméter sávos RADAR-ok rendelkeznek a legnagyobb tisztasággal és felbontással.
A LiDAR-ok sokkal tisztább képeket hoznak létre, mint a RADAR-ok. Még egy milliméter sávos RADAR felbontása is drasztikusan alacsonyabb, mint a LiDAR-é. Ennek az az oka, hogy a legkisebb rádióhullámok még mindig sokkal nagyobbak, mint a fényhullámok, ha a hullámhosszról van szó.
Megbízhatóság
A LiDAR-ok fényhullámokat küldenek és fogadnak, hogy felmérjék, milyen messze vannak a környezetükben lévő tárgyak. Ezzel a módszerrel az a lehetséges probléma, hogy sok minden befolyásolhatja a fény terjedését, és ezek közül a leghírhedtebb a rossz időjárás. A LiDAR-ok jelentősen veszíthetnek a pontosságukból rossz időjárási körülmények között, például esőben vagy ködben.
Másrészt a RADAR-ok sokkal nagyobb hullámhosszúságú és kisebb csillapítású rádióhullámokat használnak. Ez azt jelenti, hogy nem veszítenek energiát utazásuk során, és nagyobb távolságot tudnak megtenni nedves levegőn keresztül anélkül, hogy ez befolyásolná a teljesítményüket. Ugyanezen okból kifolyólag a RADAR-ok érzékelési tartománya nagyobb, mint a LiDAR-oké.
Ár és karbantartás
A LiDAR-ok sokkal drágábbak, mint a RADAR-ok, mivel egy újabb és bonyolultabb technológiát használnak. A LiDAR-ok fényt használnak lézerek formájában, hogy információkat gyűjtsenek a környezetükről, a lézerek kilövéséhez pedig fejlett berendezésekre van szükség.
Másrészt a RADAR-ok közel egy évszázada léteznek, és a mérnökök megtalálták a módját, hogy alacsonyabb áron állítsák elő őket. Akár 20 dollárért is vásárolható egy milliméteres RADAR az autóba. A RADAR-ok gyakran szilárdtest-eszközök, és ez azt jelenti, hogy nincsenek mozgó alkatrészeik, ami miatt kicsi annak az esélye, hogy javításra szorulnak.
Nincs tehát egyértelmű nyertes, mivel mind a RADAR-nak, mind a LiDAR-nak megvannak a maga jó tulajdonságai és hátrányai. A LiDAR-ok kiváló tisztaságot kínálnak, de rossz időben hajlamosak meghibásodni, és nem rendelkeznek nagy hatótávolsággal.
A RADAR-ok különböző sávokkal rendelkeznek, de még a nagy felbontású RADAR-ok képtisztasága is elmarad a LiDAR-okéhoz képest. A RADAR-ok azonban nagyobb hatótávolságúak, és rossz időjárási körülmények között is ugyanúgy működnek.
Tehát az alkalmazás célja dönthet leginkább a kettő között, illetve az áruk természetesen, mivel a LiDAR-ok sokkal drágábbak, mint a RADAR-ok.
Forrás: Make Use of
