Technologia LiDAR pomoże w eksploracji niebepiecznych terenów
Technologia LiDAR w robotyce rewolucjonizuje sposób, w jaki eksplorujemy niebezpieczne strefy i katastrofalne tereny.
W obliczu zagrożeń takich jak wycieki chemiczne, powodzie czy zawalenia budynków, szybkie uzyskanie dokładnego obrazu sytuacji może uratować życie. Jednak wysyłanie ludzi w nieznane i potencjalnie niebezpieczne obszary wiąże się z ogromnym ryzykiem. Aby temu zaradzić, naukowcy z Instytutu Fraunhofera (FKIE) w Niemczech opracowali system robotyczny wykorzystujący technologię LiDAR (Light Detection and Ranging) do tworzenia precyzyjnych trójwymiarowych map takich stref.
W projekcie 3D-InAus LiDAR odgrywa kluczową rolę, wykorzystując impulsy laserowe do skanowania otoczenia i mierzenia odległości z dokładnością sięgającą kilku centymetrów. Dane te są następnie przekształcane w trójwymiarowe modele, które przedstawiają budynki, przestrzenie otwarte oraz obiekty wraz z ich wymiarami i położeniem. Technologia ta oferuje wyraźną przewagę nad tradycyjnymi systemami bazującymi na kamerach, które często opierają się na wizualnych oszacowaniach, co ogranicza ich precyzję.
System działa poprzez zamontowanie lasera LiDAR na obrotowej platformie, która skanuje otoczenie w 360 stopniach. Moduł generuje aż 1,3 miliona impulsów laserowych na sekundę, tworząc „chmurę punktów”, gdzie każdy punkt reprezentuje jedno pomiarowe odbicie lasera. Dodatkowo system jest wyposażony w kamery, które kolorują obiekty, dodając realizmu do wygenerowanego obrazu. Takie połączenie danych daje użytkownikom możliwość eksplorowania terenu w wirtualnej rzeczywistości, co zwiększa ich orientację i możliwości decyzyjne.
Proces mapowania może być dostosowany do potrzeb danej sytuacji. W trybie przyspieszonym, mapowanie obszaru o wymiarach 400 x 400 metrów zajmuje zaledwie godzinę, co jest kluczowe w sytuacjach wymagających szybkiego reagowania. W przypadku potrzeby większej dokładności system przechodzi na tryb „stop-and-go”, który pozwala na precyzyjniejsze zbieranie danych, choć kosztem szybkości.
Wyzwania związane z brakiem GPS wewnątrz budynków zostały rozwiązane dzięki zastosowaniu wirtualnego GPS. System wykorzystuje wcześniej zebraną mapę terenu zewnętrznego do nawigacji wewnątrz budynków, umożliwiając robotowi autonomiczne poruszanie się i dalsze mapowanie. Dzięki tej technologii możliwe jest tworzenie szczegółowych map zarówno wnętrz budynków, jak i otwartych przestrzeni, co czyni system niezwykle uniwersalnym.
Potencjalne zastosowania tej technologii wykraczają daleko poza działania ratunkowe. W sektorze urbanistycznym system może pomóc w planowaniu infrastruktury miejskiej, dostarczając precyzyjnych modeli terenu. W energetyce odnawialnej, szczegółowe mapy mogą pomóc w optymalnym rozmieszczaniu turbin wiatrowych. System może również znaleźć zastosowanie w przemyśle budowlanym, monitorując integralność konstrukcji i identyfikując potencjalne zagrożenia strukturalne.
Modułowa konstrukcja systemu umożliwia dostosowanie go do różnorodnych scenariuszy. W zależności od terenu, LiDAR można zamontować na robotach kołowych, gąsienicowych lub nawet dronach. Taka elastyczność pozwala użytkownikom dostosować technologię do konkretnych potrzeb misji, co czyni ją narzędziem o szerokim spektrum zastosowań.
Technologia LiDAR rozwijana przez zespół z FKIE to milowy krok w kierunku bezpieczniejszego i bardziej efektywnego eksplorowania terenów trudnych lub niebezpiecznych. Dzięki swojej precyzji, szybkości i uniwersalności, system ten może znacząco zmienić sposób, w jaki zarządzamy kryzysami, rozwijamy infrastrukturę i chronimy życie ludzkie. W miarę jak technologia będzie się rozwijać, jej potencjał w innych branżach będzie tylko wzrastać, otwierając nowe możliwości dla zastosowań w urbanistyce, energetyce i inżynierii.
Szymon Ślubowski
