専門知識

レーザーライダーの開発の回顧と傾向分析

2021-03-23
レーザーは1960年代に発明されて以来、LIDARは大規模に開発されてきました。レーザーは真のドライバーになり、LIDARを安価で信頼性の高いものにし、他のセンサー技術よりも競争力を高めています。レーザーレーダーは、可視領域(ルビーレーザー)で動作を開始し、次に近赤外領域(Nd:YAGレーザー)で動作し、最後に赤外領域(CO2レーザー)で動作します。現在、多くのLIDARは、人間の目に無害な近赤外線領域(1.5 um)で動作します。 LIDARの原理に基づいて、OCTやデジタルホログラフィーなどの多くの新しい技術がますます注目されています。
測量とマッピングでのLIDARの適用には、主に地球と異物の測量、測位、描画が含まれます。コヒーレントライダーは、風感知や合成開口レーダーの開発など、環境アプリケーションで重要なアプリケーションを持っています。ゲートイメージングは​​、主に軍事、医療、セキュリティの側面で使用されます。 LIDARは、血管研究と視力矯正に適用されています。 Ghost LIDARは、理論とシミュレーションに新しいテクノロジーの形で適用されています。重要な技術として、LIDARはオートパイロットとUAVで使用されています。また、警察が速度を測定するために使用したり、MicrosoftのKinectセンスゲームなどのゲームを使用したりします。
ヨーロッパ、米国、旧ソビエト連邦、日本、中国でのLIDARの開発の歴史を通じて、LIDARは多くの開発段階を経てきました。初期のレーザー測距から、LIDARは軍事測距や兵器誘導、特にレーザー測位(バイスタティックレーダー)で広く使用されてきました。さらなる研究により、機器のプロセスにおける2次元ゲーティングモニタリングと3次元イメージング技術に基づくレーザーイメージングシステムの開発につながりました。イメージングシステムの開発には、主に次のものが含まれます:より広い範囲とクロスレンジの解像度、単一光子感受性アレイ、複数の機能を備えたマルチ周波数またはワイドスペクトルレーザー放射、より優れた浸透能力、植物の横断、ターゲット認識のための高密度メディアの横断およびその他のアプリケーション。
民間および軍用民間のアプリケーションでは、環境ライダー技術が大気および海洋リモートセンシング研究の分野で成熟し、多くの国で3次元マッピングライダーが運用状態になりました。レーザーの効率が向上し、よりコンパクトで安価になることで、自動車やUAVに潜在的なアプリケーションを提供します。オートパイロット車両のアプリケーションは、おそらく最も広く使用されているLIDARの商用アプリケーションであり、LIDARのサイズ、重量、およびコストを大幅に削減します。
Lidarテクノロジーは、医学に多くの用途があり、その1つが光低コヒーレンストモグラフィーです。この技術は、眼科におけるレーザー反射器の幅広い応用に端を発し、眼の構造の3次元再構成を研究しています。血管の3次元内視鏡検査を実現し、ドップラー3次元速度計にまで拡張されます。もう1つの重要な例は、人間の目の視度の屈折イメージングです。リサーチ。
LIDARシステムの研究では、多孔質および合成開口、双方向操作、多波長または広帯域放射レーザー、光子計数および高度な量子技術、パッシブシステムとアクティブシステムの組み合わせ、マイクロ波とライダーの組み合わせなど、多くの新しい技術と方法が登場しました。同時に、コヒーレントライダーを使用して、フルフィールドデータの取得方法を増やすことが期待されます。コンポーネントに関しては、効果的な多機能レーザー光源、コンパクトな固体レーザースキャナー、非機械的なビーム制御と成形、高感度でより大きな焦点面アレイ、LIDAR情報を処理するための効果的なハードウェアとアルゴリズム、および高いデータレートを使用して実現します。直接かつコヒーレントな検出。
さまざまな国での過去50年間のライダー技術の成果を比較することにより、結果は、ライダー技術および関連するアプリケーションがまだ広いアプリケーションの見通しを持っていることを示しています。
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