LiDAR که مخفف عبارت Light Detection and Ranging است، یک روش سنجش از راه دور است که از نور لیزر برای اندازه گیری فاصله تا سطح زمین استفاده می کند. در زمینه مهندسی هوافضا، LiDAR به دلیل توانایی آن در تولید نقشه های سه بعدی بسیار دقیق و دقیق از زمین و اشیاء، مورد استقبال گسترده قرار گرفته است. این فناوری روشی را که مهندسان هوافضا جمع‌آوری می‌کنند، بررسی‌ها و تجزیه و تحلیل مناظر را متحول می‌کند.

کاربردها در مهندسی هوافضا

فناوری LiDAR کاربردهای متعددی در مهندسی هوافضا دارد، از جمله:

نقشه برداری توپوگرافی
پایش پوشش گیاهی و تغییرات پوشش زمین
پایش خط ساحلی و فرسایش
برنامه ریزی و توسعه شهری
بازرسی و نظارت بر زیرساخت
برنامه ریزی مزرعه بادی و ارزیابی سایت
نقشه برداری زمین شناسی و اکتشافات معدنی
شناسایی و اجتناب از موانع برای هواپیماها و پهپادها

این برنامه ها تطبیق پذیری و اهمیت LiDAR را در زمینه مهندسی هوافضا نشان می دهد. توانایی آن در گرفتن داده های سه بعدی با وضوح بالا، آن را به ابزاری ارزشمند برای اهداف مختلف، از نظارت بر محیط زیست گرفته تا برنامه ریزی زیرساخت ها و ایمنی هوانوردی تبدیل کرده است.

نقش مهندسی نوری

مهندسی نوری نقش مهمی در توسعه و پیشرفت فناوری LiDAR ایفا می کند. طراحی و بهینه سازی سیستم های LiDAR به شدت بر اصول اپتیکی مانند طراحی لیزری، هدایت پرتو و حساسیت گیرنده تکیه دارد.

اجزای کلیدی سیستم های LiDAR

سیستم‌های LiDAR از چندین جزء کلیدی تشکیل شده‌اند که هر یک به تخصص در مهندسی نوری نیاز دارند:

منبع لیزر: لیزر مورد استفاده در سیستم های LiDAR باید نوری با طول موج و توان مناسب ساطع کند تا به برد و دقت مورد نظر برسد. مهندسان نوری مسئول انتخاب و طراحی لیزرهای مورد استفاده در سیستم های LiDAR هستند.
اسکنر: اسکنرهای LiDAR پرتوهای لیزر را به سمت ناحیه مورد نظر هدایت می کنند و نور بازتاب شده را تشخیص می دهند. مهندسان نوری در طراحی و بهینه سازی مکانیسم اسکن برای دقت و کارایی نقش دارند.
گیرنده و پردازش سیگنال: جزء گیرنده سیستم های LiDAR نور لیزر منعکس شده را می گیرد و آن را برای پردازش بیشتر به سیگنال های دیجیتال تبدیل می کند. مهندسان نوری روی بهبود حساسیت گیرنده و الگوریتم‌های پردازش سیگنال برای افزایش دقت و وضوح داده‌های LiDAR کار می‌کنند.
طراحی و کالیبراسیون نوری: طراحی کلی اپتیکی سیستم‌های LiDAR، از جمله لنزها، آینه‌ها و آشکارسازها، نیازمند کالیبراسیون و تراز دقیق برای اطمینان از جمع‌آوری داده‌های دقیق و قابل اعتماد است. مهندسان نوری در طراحی دقیق و کالیبراسیون این اجزا مشارکت دارند.

تحولات آینده در فناوری LiDAR

حوزه فناوری LiDAR به سرعت در حال پیشرفت است که توسط نوآوری‌ها در مهندسی نوری و کاربردهای هوافضا هدایت می‌شود. برخی از پیشرفت های پیش بینی شده آینده عبارتند از:

کوچک سازی سیستم های LiDAR برای هواپیماهای بدون سرنشین و هواپیماهای کوچک
افزایش برد و قابلیت وضوح برای نقشه برداری دوربرد
ادغام LiDAR با سایر فناوری‌های سنجش از راه دور برای جمع‌آوری اطلاعات جامع
پیشرفت در فناوری لیزر نیمه هادی برای بهبود عملکرد و کارایی
بهبود تکنیک‌های پردازش و تجسم داده‌ها برای تحلیل کارآمدتر مدل‌های سه بعدی تولید شده توسط LiDAR

این پیشرفت‌های آینده نویدبخش افزایش بیشتر قابلیت‌های LiDAR در مهندسی هوافضا و فراتر از آن است. همکاری بین مهندسان نوری و متخصصان هوافضا به نوآوری در این زمینه هیجان انگیز ادامه خواهد داد.

ارجاع: لیدار در مهندسی هوافضا