Conoscenza professionale

Retrospettiva e analisi delle tendenze dello sviluppo di Laser Lidar

2021-03-23
Da quando il laser è stato inventato negli anni '60, il lidar si è sviluppato su larga scala. Il laser è diventato un vero driver, rendendo il lidar economico e affidabile, rendendolo più competitivo rispetto ad altre tecnologie di sensori. I radar laser iniziano a funzionare nella regione del visibile (laser rubino), quindi nella regione del vicino infrarosso (Nd: laser YAG) e infine nella regione dell'infrarosso (laser CO2). Attualmente, molti lidar funzionano nella regione del vicino infrarosso (1,5 um) che è innocua per gli occhi umani. Basate sul principio del lidar, molte nuove tecnologie, come l'OCT e l'olografia digitale, hanno ricevuto sempre più attenzione.
L'applicazione del lidar nel rilevamento e nella mappatura include principalmente la localizzazione, il posizionamento e il disegno della terra e di oggetti estranei; il lidar coerente ha importanti applicazioni in applicazioni ambientali, come il rilevamento del vento e lo sviluppo di lidar ad apertura sintetica; l'imaging gated è utilizzato principalmente negli aspetti militari, medici e di sicurezza; e il lidar è stato applicato nella ricerca vascolare e nella correzione della vista. Ghost lidar è stato applicato in teoria e simulazione sotto forma di nuova tecnologia. Come tecnologia importante, il lidar è utilizzato dal pilota automatico e dall'UAV. Viene utilizzato anche dalla polizia per misurare la velocità, così come da giochi come Kinect sense game di Microsoft.
Nel corso della storia dello sviluppo del lidar in Europa, Stati Uniti, ex Unione Sovietica, Giappone e Cina, il lidar ha attraversato molte fasi di sviluppo. Fin dal primo raggio laser, il lidar è stato ampiamente utilizzato nel raggio d'azione militare e nella guida delle armi, in particolare nel posizionamento laser (radar bistatico). Ulteriori ricerche hanno portato allo sviluppo di un sistema di imaging laser basato sul monitoraggio del gating bidimensionale e sulla tecnologia di imaging tridimensionale nel processo di attrezzatura. Lo sviluppo del sistema di imaging include principalmente: risoluzione più ampia e cross-range, array sensibile a un singolo fotone, emissione laser multifrequenza o ad ampio spettro con funzioni multiple, migliore capacità di penetrazione, attraversamento di piante, attraversamento di supporti densi per il riconoscimento del bersaglio e altre applicazioni .
Nelle applicazioni civili e militari-civili, la tecnologia lidar ambientale è maturata nel campo della ricerca sul telerilevamento atmosferico e oceanico, mentre in molti paesi è entrata nello stato operativo il lidar di mappatura tridimensionale. Con la crescente efficienza del laser, più compatto ed economico, fornisce potenziali applicazioni per automobili e UAV. L'applicazione del veicolo con pilota automatico è probabilmente l'applicazione commerciale più utilizzata del lidar, che riduce notevolmente le dimensioni, il peso e il costo del lidar.
La tecnologia Lidar ha molte applicazioni in medicina, una delle quali è la tomografia ottica a bassa coerenza. Questa tecnologia nasce dall'ampia applicazione del riflettore laser in oftalmologia per studiare la ricostruzione tridimensionale della struttura dell'occhio. Realizza l'endoscopia tridimensionale dei vasi sanguigni e si estende al velocimetro tridimensionale Doppler. Un altro esempio importante è l'imaging rifrattivo delle diottrie dell'occhio umano. Ricerca.
Nella ricerca del sistema lidar sono emerse molte nuove tecnologie e metodi, tra cui apertura porosa e sintetica, funzionamento bidirezionale, laser a emissione multi-lunghezza d'onda o a banda larga, conteggio di fotoni e tecnologia quantistica avanzata, sistemi combinati passivi e attivi, microonde e lidar combinati, ecc. Allo stesso tempo, si prevede che verrà utilizzato un lidar coerente per aumentare il metodo per ottenere dati a campo intero. In termini di componenti, per ottenere risultati vengono utilizzate sorgenti laser multifunzionali efficaci, scanner laser compatti a stato solido, controllo e modellatura del raggio non meccanici, array sul piano focale sensibili e più grandi, hardware e algoritmi efficaci per l'elaborazione delle informazioni lidar e un'elevata velocità di trasmissione dati rilevamento diretto e coerente.
Confrontando i risultati della tecnologia lidar negli ultimi 50 anni in vari paesi, i risultati mostrano che la tecnologia lidar e le relative applicazioni hanno ancora un'ampia prospettiva di applicazione.
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