Navegacion rapida
- ¿Qué es LIDAR?
- ¿Cómo funciona la teledetección LiDAR?
- ¿Dónde se utiliza LIDAR?
- vulnerabilidad LIDAR
- ¿Qué es RADAR?
- ¿Cómo funciona RADAR?
- ¿Cómo se usa el RADAR?
- Vulnerabilidad de RADAR
- Comparación de RADAR vs LIDAR
- Ventajas de LIDAR sobre RADAR
- Ventajas de RADAR sobre LIDAR
Empresas masivas de renombre mundial como Tesla y Google equipan sus automóviles con detectores láser para permitir que los automóviles vean otros vehículos, peatones y varios obstáculos en la carretera cuando conducen. Desafortunadamente, estos sistemas de detección son costosos y existen dispositivos alternativos mucho más económicos para realizar las mismas tareas; la pregunta es si las opciones son lo suficientemente eficientes para reemplazar completamente las herramientas más costosas en las soluciones personalizadas para las empresas automotrices.
En este artículo, proporcionaremos una descripción general de la detección remota LIDAR y RADAR y determinaremos las ventajas de cada sistema.
¿Qué es LIDAR?
LIDAR también se conoce como detección y rango de imágenes de luz. Es una tecnología que detecta objetos en la superficie, así como su tamaño y disposición exacta.
LIDAR apareció en el mercado después de RADAR y SONAR, y utiliza pulsos de luz láser para escanear el entorno, a diferencia de las ondas de radio o de sonido. El ejército de EE. UU. y la NASA inventaron la tecnología LIDAR hace más de 45 años para medir distancias en el espacio, aunque su primer uso comercial no se produjo hasta 1995 para necesidades topográficas.
Ahora, el diseño del sistema LIDAR es bastante compacto y permite que la industria aplique esta tecnología para nuevos propósitos. Un dispositivo que usa la tecnología LIDAR también suele llamarse así; es un escáner que puede crear una copia digital de cualquier objeto físico y que puede ahorrar más tiempo en comparación con comenzar desde cero con un dibujo.
¿Cómo funciona la teledetección LiDAR?
Un algoritmo de funcionamiento LIDAR es el siguiente:
- Se emiten señales láser
- Las señales láser alcanzan un obstáculo
- La señal se refleja en el obstáculo
- La señal vuelve al receptor
- y luego se registra un pulso láser
El dispositivo emite pulsos de láser que se mueven hacia afuera en varias direcciones hasta que las señales alcanzan un objeto, luego se reflejan y regresan al receptor. De hecho, este es el mismo principio que usa SONAR, excepto que SONAR emite ondas de sonido. Con LIDAR, la luz es 1.000.000 de veces más rápida que el sonido. Un ejemplo es durante un huracán con relámpagos: al principio, vemos el relámpago y solo escuchamos el sonido un par de segundos después.
Esta alta velocidad permite que el dispositivo reciba datos de una gran cantidad de pulsos de láser cada segundo. Significa que la información se actualiza con más frecuencia y, como resultado, se reciben datos más precisos. Un procesador interno guarda cada punto de reflexión de un láser y genera una imagen 3D del entorno. Estos principios de funcionamiento permiten crear mapas precisos utilizando un LIDAR instalado a bordo de un avión, por ejemplo.
Además, el mismo procesador puede calcular la distancia entre un objeto detectado y un receptor LIDAR utilizando una fórmula escolar simple en la que se conocen la velocidad del pulso láser y el tiempo de reflexión, y luego calculamos la distancia que recorre un pulso láser. Esta posibilidad encontró su aplicación en la industria automotriz y prospera allí: todos los automóviles sin conductor usan LIDARS a bordo para escanear su entorno.
¿Dónde se utiliza LIDAR?
En la Universidad Estatal de Portland, en los Estados Unidos, utilizan la tecnología del sistema LIDAR para verificar las progresiones de crecimiento de los árboles en ecosistemas en expansión con grandes áreas de superficie. Los investigadores equipan aviones con estos dispositivos que les dan la posibilidad de rastrear la apariencia de cada hoja y rama.
Usando LIDAR, la NASA calculó la temperatura estratosférica midiendo la densidad de los elementos de la atmósfera. Además, la industria cinematográfica también utiliza esta tecnología para recrear entornos raros o exclusivos que de otro modo estarían prohibidos, para su uso con fines comerciales y visuales.
La invención de esta tecnología ha tenido un tremendo impacto en el desarrollo de la industria automotriz. Los automóviles autónomos y sin conductor usan LIDAR para escanear los alrededores y planificar el comportamiento de un automóvil, a fin de evitar colisiones con obstáculos.
vulnerabilidad LIDAR
Es fácil crear ecos falsos que harán que el dispositivo detecte objetos existentes más lejos o más cerca de lo que realmente están utilizando dos transmisores con la misma longitud de onda de señal, que tiene un LIDAR original. Solo un transceptor y dos generadores de pulsos pueden crear múltiples copias de señales LIDAR y enviarlas al receptor, lo que hace que el dispositivo vea objetos inexistentes.
Imagen
¿Qué es RADAR?
RADAR también se conoce como Detección y rango de radio y se utiliza para detectar objetos a distancia, definir su velocidad y disposición. Todos estamos familiarizados con este dispositivo, ya que la policía lo usa en la mayoría de las áreas para detectar y regular los vehículos que circulan a alta velocidad en las carreteras.
La tecnología del sistema RADAR se inventó en 1940, justo antes de la Segunda Guerra Mundial; sin embargo, el desarrollo realmente comenzó en 1886 cuando un físico alemán se dio cuenta de que las ondas de radio podían reflejarse en objetos sólidos. A continuación se describe el principio de funcionamiento del RADAR.
¿Cómo funciona RADAR?
El eco de sonido nos permite definir qué tan lejos está algo usando la reflexión de ondas de sonido de objetos sólidos. El tiempo que tarda el sonido en viajar hacia adelante y hacia atrás está determinado por la distancia de la fuente de sonido y la superficie que refleja las ondas sonoras. Al mismo tiempo, el desplazamiento Doppler del eco nos permite definir la velocidad de un objeto en movimiento midiendo el tono del eco.
Este principio se basa en el sistema RADAR, con la única diferencia de que RADAR utiliza ondas de radio en lugar de sonido. Las ondas de radio pueden viajar mucho más lejos que el sonido y son indetectables para los órganos sensoriales humanos. Entonces, la principal diferencia entre LIDAR y RADAR es que usan diferentes señales para detectar objetos, aunque el principio de funcionamiento es bastante el mismo.
Además, las ondas de radio y de luz tienen la misma velocidad: la velocidad de la luz. Entonces, cuando se trata de la cuestión de qué tan rápido se actualizan los datos en cada sistema (sistemas LIDAR vs RADAR), tenemos un sorteo justo.
¿Cómo se usa el RADAR?
El uso más generalizado del RADAR es con fines militares. Los aviones, que están equipados con RADAR, pueden medir con precisión la altitud y detectar otros dispositivos de transporte aéreo en las cercanías. Los sistemas de RADAR marinos se utilizan de manera similar para medir la distancia entre otros barcos para evitar colisiones.
Esta tecnología también se utiliza para el pronóstico del tiempo a corto plazo para monitorear el viento y la precipitación. El RADAR de penetración terrestre se utiliza en geología para determinar la composición de la corteza terrestre. Por último, la policía usa pistolas de radar para monitorear la velocidad del tráfico, aunque LIDAR se ha generalizado recientemente en esta área debido a su precisión.
Vulnerabilidad de RADAR
El uso de un receptor de ondas de radio y un transmisor con la misma longitud de onda que tiene un radar inicial permite crear un ruido de radio que hará que el dispositivo cuente la velocidad de un objeto en movimiento como cero. Es por eso que, cuando se trata de sistemas de automóviles autónomos RADAR vs LIDAR, ambos dispositivos son engañosos y tienen el mismo nivel de seguridad.
Comparación de RADAR vs LIDAR
Ventajas de LIDAR sobre RADAR |
Ventajas de RADAR sobre LIDAR |
| La longitud de onda corta nos permite detectar objetos pequeños. Un LIDAR puede construir una imagen monocromática 3D exacta de un objeto. Desventajas del uso de LIDAR Uso limitado en la noche/clima nublado. La altitud de funcionamiento es de solo 500-2000 m. Una tecnología bastante costosa. | RADAR puede funcionar fácilmente en condiciones de tiempo nublado y de noche. Mayor distancia de operación. Desventajas del uso del RADAR La longitud de onda más corta no permite la detección de objetos pequeños. RADAR no puede proporcionar al usuario la imagen precisa de un objeto debido a la longitud de onda más larga. |
Si vamos a comparar estas dos tecnologías por separado sin ningún antecedente, será una pérdida de tiempo. Tienen principios de funcionamiento similares, pero cada uno usa diferentes tipos de ondas y fuentes de ondas. RADAR usa una antena para emitir señales de radio, pero un dispositivo LIDAR tiene ópticas y láseres especializados para recibir y transmitir.
Los RADAR son obviamente más convenientes cuando la distancia de detección es más importante que el aspecto real de un objeto. Por ejemplo, en el aire, algo grande que está volando es probablemente un avión y es importante detectarlo lo antes posible para evitar una colisión.
Por otro lado, cuando estamos en la carretera, es muy importante reconocer si un objeto es un peatón, un automóvil o una pared. Este reconocimiento permitirá que el sistema prediga el movimiento con el software a bordo y tampoco se enfoca en objetos a más de 500 m de distancia.
Estas cualidades hacen que un dispositivo con un principio de funcionamiento basado en la luz sea un ganador cuando se trata de conducción autónoma LIDAR vs RADAR.
Si necesita más información sobre estas tecnologías o necesita ayuda en el desarrollo de software, no dude en comunicarse con nuestro equipo en studios-info@cprime.com en cualquier momento.
¿Cuál es mejor radar o LiDAR?
LiDAR utiliza láseres con una longitud de onda mucho más baja que las ondas de radio utilizadas por RADAR. Gracias a esto, LiDAR tiene mejor exactitud y precisión, lo que le permite detectar objetos más pequeños, con más detalle, y crear imágenes 3D basadas en la imagen de alta resolución que crea.
¿LiDAR es un 4D?
Los sensores LiDAR 4D de onda continua modulada en frecuencia (FMCW) de Aeva detectan la posición 3D y la velocidad instantánea para cada punto a distancias de hasta 500 metros, lo que aporta una dimensión adicional a la detección y percepción para una conducción autónoma segura.
¿Qué puede hacer el radar? LiDAR no puede
Un sensor lidar giratorio es mejor para detectar objetos. Proporciona un buen rango y resolución angular. Pero su alcance no es tan grande como el del radar, que puede ver más de 200 metros. Tampoco puede medir la velocidad radial, cosa que sí puede hacer un sensor de radar.
¿Por qué Tesla no usa LiDAR?
Costo. La razón más aparente para que Tesla tome una ruta diferente es el costo. El costo de colocar un solo dispositivo LIDAR en un automóvil ronda los $ 10,000. Google con su proyecto Waymo ha podido disminuir ligeramente el número al introducir la producción en masa.