Công nghệ viễn thám chủ động đang ngày càng được ứng dụng rộng rãi, trong đó công nghệ LiDAR đang có xu hướng phát triển nhanh. Việc ứng dụng của LiDAR trên tất cả các nền tảng: cố định (LiDAR mặt đất), di động (LiDAR cầm tay) và trên không (LiDAR UAV) đang phát triển mạnh vì những tính năng ưu việt mà nó đem lại cho người dùng như: độ chính xác, hiệu suất và hiệu quả công việc.
LiDAR là gì?
Light Detection and Ranging (LiDAR) là một công nghệ tương tự như Radar, sử dụng laser thay vì sóng vô tuyến, để thu thập thông tin về các đối tượng mà không cần tiếp xúc trực tiếp với chúng. Nguyên tắc LiDAR khá dễ hiểu:
- Cảm biển sẽ phát ra một xung laser tới bề mặt.
- Một cảm biến sẽ thu nhận thông tín hiệu phản xạ trở lại nguồn xung.
- Sau đó cảm biến sẽ đo khoảng thời gian laser phản xạ lại.
- Cách tính toán khoảng cách với công thức “Khoảng cách = (Tốc độ phát đi x Thời gian đi được) / 2.
Quá trình này sẽ được lặp lại hàng triệu lần bởi cảm biến LiDAR, thu được dữ liệu lên đến hàng triệu điểm và cuối cùng sẽ biểu diễn thông tin khu vực được khảo sát dưới định dạng là đám mây điểm 3D – Point Cloud. LiDAR hoạt động dựa trên việc thiết bị phát ra xung laser tới bề mặt để đo khoảng cách, một cảm biến sẽ thu nhận thông tín hiệu phản xạ trở lại nguồn xung, sau đó cảm biến sẽ đo khoảng thời gian laser phản xạ lại.
Minh họa một hệ thống UAV LiDAR.
Phân loại hệ thống LiDAR
Dựa trên nguyên lý hoạt động, có thể phân ra ba dạng hệ thống LiDAR điển hình đó là: LiDAR mặt đất cố định (Terrestrial Laser Scanning), LiDAR trên không (Airborne Laser Scanning hay UAV LiDAR), LiDAR di động (Mobile Laser Scanning hoặc SLAM LiDAR).
Có thể giải thích nguyên lý hoạt động các hệ thống LiDAR một cách ngắn gọn như sau:
- LiDAR trên không (Airborne Laser Scanning hay UAV LiDAR): Là một hệ thống cảm biến LiDAR tích hợp GNSS- IMU và camera được gắn trên các thiết bị bay không người lái (UAV/ Drone) hoặc có người lái.
Hệ thống UAV LiDAR Mapper gắn trên dòng drone DJI Matrice M300.
- LiDAR di động (LiDAR SLAM): Là một hệ thống LiDAR được tích hợp với công nghệ SLAM (Simultaneous Localization and Mapping)- công nghệ mô phỏng vị trí và lập bản đồ đồng thời bằng công nghệ LiDAR và IMU tích hợp, cho phép người dùng cầm cảm biến hoặc tích hợp cảm biến trên hệ thống balo đeo để di chuyển tự do để thu thập dữ liệu trong thời gian thực.
Hệ thống LiDAR SLAM LiGrip H120 gắn trên ba lô.
- LiDAR trạm mặt đất cố định (Terrestrial Laser Scanning): Là một hệ thống LiDAR được tích hợp camera được đặt trên chân máy cố định để quét và thu thập dữ liệu toàn cảnh 360 độ môi trường xung quanh từ mặt đất.
Hệ thống LiDAR mặt đất cố định mới Trimble X9.
Sự khác biệt về ứng dụng của LiDAR UAV, LiDAR cầm tay và LiDAR mặt đất
Ứng dụng của LiDAR UAV, LiDAR cầm tay và LiDAR mặt đất là khác nhau, được phân biệt qua bảng dưới đây:
| Ứng dụng của LiDAR UAV (trên không) | Ứng dụng của LiDAR di động (SLAM LiDAR) | Ứng dụng của LiDAR trạm mặt đất cố định |
|---|---|---|
| Với khả năng triển khai trên Drone / UAV, hệ thống có thể quét trên không, khu vực rộng lớn và độ chính xác đạt được ở mức độ cm thì công nghệ này có thể được ứng dụng trong:
– Thành lập bản đồ địa hình. |
Công nghệ SLAM LiDAR có thể được ứng dụng trong lĩnh vực như:
– Đo đạc bản đồ địa hình. |
Với khả năng đạt độ chính xác cực cao ở mức độ mm, LiDAR trạm mặt đất cố định được ứng dụng trong lĩnh vực như:
– Đo hoàn công. |
Ngày nay, với sự phát triển không ngừng của khoa học và công nghệ, ngành đo đạc bản đồ đã có sự phát triển so với những thập niên trước đây. Các công nghệ mới được ứng dụng ngày càng rộng rãi hơn với mục đích nâng cao hiệu quả trong công tác đo đạc, thành lập bản đồ, tăng năng suất cũng như đảm bảo an toàn cho con người. Để tìm hiểu chi tiết hơn về ứng dụng của LiDAR cũng như các giải pháp LiDAR chính xác cao, hãy liên hệ ngay Đất Hợp qua HOTLINE 0903 825 125 để được hỗ trợ nhanh nhất nhé!
>>> Xem thêm: Ứng dụng Lidar SLAM vào công tác Scan to BIM công trình giao thông
