LiDAR Texnologiyası
Müasir geodeziya, tikinti, nəqliyyat və ekologiya sahələrində məkan məlumatlarının toplanması get-gedə daha yüksək dəqiqlik və sürət tələb edir. Bu ehtiyacı ödəyən ən effektiv texnologiyalardan biri LiDAR (Light Detection and Ranging) sistemidir. Bu məqalə mühəndislik təhsili alan tələbələrə və peşəkar mühəndislərə LiDAR texnologiyasının fiziki əsaslarını, işləmə prinsiplərini, sistem növlərini və praktiki tətbiqlərini sistemli şəkildə izah etmək məqsədi daşıyır.
LiDAR sistemi lazer şüasının bir obyektə göndərilməsi və həmin şüanın geri qayıtma müddətinin (time-of-flight) ölçülməsi prinsipinə əsaslanır. Məsafə aşağıdaki tənliklə hesablanır:
d = (c × t) / 2
Burada:
d — sensordan obyektə qədər olan məsafə;
c — işığın vakuumdakı sürəti (təxminən 3×10⁸ m/s);
t — şüanın göndərilib geri qayıtması üçün keçən vaxt.
Bu ölçmə prinsipi nanosaniyə dəqiqliyi ilə işlədiyi üçün santimetr səviyyəsində məkan dəqiqliyi əldə etmək mümkündür. Bəzi sistemlərdə isə faza sürüşməsi (phase-shift) metodu istifadə olunur, bu zaman məsafə göndərilən və qəbul edilən dalğaların faza fərqinə əsasən hesablanır.
LiDAR Sisteminin Əsas Komponentləri
Mühəndislik baxımından LiDAR sistemi aşağıdaki əsas hissələrdən ibarətdir:
Lazer generatoru (Transmitter) — adətən yaxın infraqırmızı diapazonda (900–1550 nm) işləyən lazer diodları istifadə olunur;
Skanerləmə mexanizmi — güzgü, poligon prizma və ya "solid-state" texnologiyalar vasitəsilə şüanın müxtəlif istiqamətlərə yönləndirilməsi;
Qəbuledici (Receiver/Detector) — geri qayıdan siqnalın tutulması üçün fotodiodlar (məsələn, APD — Avalanche Photodiode);
GNSS/İNS modulu — hərəkət edən platformalarda (dron, avtomobil, təyyarə) sensorun dəqiq mövqeyini və oriyentasiyasını təyin etmək üçün;
Məlumat emalı sistemi — toplanan xam siqnalların nöqtə buludu formatına çevrilməsi.
LiDAR Sistemlərinin Növləri
Tətbiq platformasına əsasən LiDAR sistemləri üç əsas qrupa bölünür:
1. Havadan LiDAR (Airborne LiDAR)
Təyyarə və ya pilotsuz uçuş aparatlarına (dron) quraşdırılan sistemlərdir. Geniş ərazilərin qısa müddətdə tədqiqi üçün istifadə olunur. Xüsusilə meşəçilik, daşqın modelləşdirilməsi və topoqrafik xəritəçəkmədə əvəzsizdir.
2. Yerüstü LiDAR (Terrestrial LiDAR)
Statik ştativ üzərində quraşdırılan sistemlərdir. Yüksək dəqiqlik tələb edən layihələrdə — bina fasadlarının, körpülərin, sənaye qurğularının detallı skanerlənməsində istifadə olunur.
3. Mobil LiDAR (Mobile LiDAR)
Avtomobil və ya digər nəqliyyat vasitələrinə quraşdırılaraq hərəkət zamanı məlumat toplayan sistemlərdir. Yol infrastrukturunun monitorinqi və şəhər xəritəçəkməsində geniş tətbiq olunur.