LiDAR: Elektronik Dünyasının Gözü
LiDAR: Elektronik Dünyasının Gözü
Bu blog yazımızda Lidar sensörünün ne olduğunu ve bu sensörü ultrasonik sensörden farklı kılan özelliklerini anlattıktan sonra Lidar sensörünü kullanacağımız zaman sahip olacağımız avantajlar ile dezavantajlarından bahsedeceğiz.
Uzun hali ile “Işın Algılama ve Mesafe Ölçümü” olan Lidar, lazer darbeleri kullanarak nesnelerin mesafesini ölçebilen bir sensördür. Mesafe ölçümü, vericiden gönderilmiş olan ışının cisimden yansıyarak alıcıya varış süresini ışık hızı ile çarpıp elde ettiği sonucu ikiye bölerek yapılmaktadır. Lidar sensörü, 3 Boyutlu haritalama, çevre izleme, otonom araçlar ve çevre analizi gibi çeşitli alanlarda kullanılmaktadır.
1960’lı yıllarda Lidar kavramının ortaya çıkmasıyla birlikte atmosferik araştırma ve mesafe ölçümü için kullanılmaya başlandı. Halkın ise bu sensöre güveni ancak 1971 tarihinde Apollo 15 görevinde ayın yüzeyi bir Lidar ile haritalandıktan sonra gerçekleşti. Günümüzde ise çeşitli alanlarda Lidar sensörü aktif bir şekilde kullanılmakta.
Lidar Sensörü ile Ultrasonik Sensör Arasındaki Farklar
- Lidar, lazer ışığı kullanırken ultrasonik sensör yüksek frekanslı ses dalgaları kullanmakta.
- Lidar, yüksek hassasiyet ve doğruluğa sahip iken ultrasonik sensör ise Lidar kadar yüksek hassasiyet ve doğruluğa sahip değil.
- Ultrasonik sensörler 2 metreye kadar yakın mesafeleri ölçmede Lidar’a göre daha iyi performans göstermektedir.
- Lidar sensörü çoğunlukla hava koşullarını tolere edebilir ve yağmur, sis gibi koşullarda Ultrasonik sensöre göre daha iyi performans gösterilmekte.
Lidar Sensörünün Avantaj ve Dezavantajları
- Avantajlar
- Yüksek Hassasiyet: Lidar ile yüksek hassasiyete sahip ölçümler yapılabilmekte.
- 3D Algılama: 2 boyutlu kullanıldığı gibi 3 boyutlu da kullanılabilmekte.
- Hızlı Tarama: Lazer ışığı kullandığı için çok hızlı bir tarama yapabilmekte.
- Yoğun Veri Akışı: Hızlı bir ölçüme sahip olduğu için de yoğun veri akışı elde edebiliyoruz.
- Hava Koşullarına Direnç: Hava koşullarına karşı diğer sensörlere göre daha dayanıklı.
- Dezavantajlar
- Yüksek Maliyet: Lidar fiyatları diğer sensörlere oranla çok daha pahalı ve maliyetli.
- Veri Analizi Zorluğu: Lidar, sahip olduğu yoğun ve karmaşık verilerden ötürü bu verileri analiz etmek için ekstra kaynak ve beceri gerektirebilir.
- Bilgisayar Altyapısı: Lidar, yoğun ve büyük veri setlerine sahip olduğu için bu verileri işleyebilmek için güçlü bir bilgisayar altyapısına ihtiyaç duymakta.
- Enerji Tüketimi: Lidar, veri işleme, güç kaynağı veya sahip olduğu soğutma sistemi yüzünden diğer sensörlere göre daha fazla enerji tüketir.
Lidar’da Önemli Maddeler
- Görüş açışı: Lidar’ın ne kadar geniş bir alanı algılayabileceğini belirleyebilmekte.
- Menzil: Lidar’ın algılayabileceği mesafeyi belirlemekte.
- Dikey görüş açışı: Yatay düzleme göre ne kadar yükseklik ve derinlik açısında algılama yapabileceğini belirler.
- Kanal boyutu: Aynı anda kaç sayıda lazer hüzmesini kullanabildiğini belirtmekte. Sayıca daha fazla kanal, daha hızlı tarama yapabilmeyi ve veri setleri alabilmeyi sağlamakta.
Tarım Alanında Lidar’ın Başlıca Kullanım Alanları
- Otonom Tarım Robotları
- Yabani Ot Tespiti
- Kontrollü İlaç Kullanımı
- Engel Tespiti
- Bitki Yoğunluğu ve Yüksekliği İzleme
- Toprak Tahlili
Lidar’ın Genel Kullanım Çeşitleri
- Solid State Lidar (Katı Hal Lidar)
Solid State Lidar sabit bir lazer kaynağı kullandığı için dönen bir mekanik parçaya sahip değildir ve bu sayede daha dayanıklıdır. Bu Lidar daha çok endüstriyel robotlar’da veya güvenlik sistemlerinde kullanılmaktadır.
Ancak Katı Hal Lidar sınırlı bir görüş açısına sahip olduğu gibi de Surround Lidar sensörüne göre daha düşük çözünürlüklü tarama yapmaktadır.
Avantajları
- Daha Küçük ve Hafif
- Daha Dayanıklı
- Daha Düşük Güç Tüketimi
Dezavantajları
- Sınırlı Görüş Açısı
- Daha Düşük Çözünürlük
- Surround Lidar (Çevresel Lidar)
Dönen bir parçaya sahip ve 360 derecelik bir görüş açısı ile tarama yapabilmektedir. Birden fazla lazer hüzmesine sahip olduğu için aynı anda farklı yönleri tarayabiliyor. Özellikle Otonom araçlarda aracın etrafındaki nesneleri tespit etmek için kullanılmakta.
Surround Lidar ise Solid State Lidar’a göre daha maliyetli bir sensör. Aynı zamanda sahip olduğu mekanik parçaların farklılığından ötürü daha ağır ve büyük.
Avantajları
- 360 Derece Görüş
- Hızlı Tarama
- Daha Uzak Mesafe Algılayabilir
Dezavantajları
- Maliyet
- Büyüklük ve Ağırlık
Otonom araçlarda, Lidar sensörlerinin sahip olduğu avantajlar bu sensörlerin kullanımının tercih edilmesinde önemli bir rol almaktadır. Bu sensörlerin hızlı tarama ve yüksek veri akışına sahip olması sayesinde 3 Boyutlu tarama, engel tespiti, konum tespiti ve haritalama gibi özellikleri kullanarak otonom sürüşü zorlu şartlarda da gerçekleştirmeyi kolaylaştırmaktadır. Orbiba Robotics olarak biz de en gelişmiş teknolojileri kullanarak tarım alanında sunabileceğimiz çözümler ile ilgili aktif çalışmalar yürütmekteyiz.
Jr. Full Stack Developer
HÜSEYİN SÜSLÜ
KAYNAKLAR
- https://www.researchgate.net/publication/338409374_Lidar_Light_Detection_and_Ranging_Sensorlerin_Tarimda_Kullanimi
- https://en.wikipedia.org/wiki/Lidar
- https://scholar.googleusercontent.com/scholar?q=cache:b7P8S8sZ0v4J:scholar.google.com/&hl=tr&as_sdt=0,5&scilib=1&scioq=tarımda+modern+teknolojiler+lidar+görünteleme
- https://medium.com/analytics-vidhya/lidar-light-detection-and-ranging-sensor-chapter-1-68cad17c8847
- https://www.elektrikde.com/lidar-sensor-nedir-nasil-calisir-nerelerde-kullanilir/
- Image by <a href="https://www.freepik.com/free-photo/face-recognition-personal-identification-collage_96364020.htm#query=lidar%20elektronik%20d%C3%BCnyas%C4%B1n%C4%B1n%20g%C3%B6z%C3%BC&position=19&from_view=search&track=ais&uuid=3afa5741-bc74-40bf-9b7f-1277caeaf74b">Freepik</a>
