Um Sensor LiDAR, da sigla LiDAR (em inglês, Light Detection and Ranging o Laser Imaging Detection and Ranging) é um sistema de medição e detecção de objetos através de lasers. Em outras palavras: uma tecnologia de varredura e sensoriamento remoto que utiliza a emissão de um pulso de laser para calcular superfícies e mapear espaços em três dimensões (3D).
Existem três tipos básicos de sensores LiDAR:
- Aéreo; É utilizado a partir de um helicóptero, avião ou drone, onde o laser é pulsado pelo ar e pela vegetação.
- Terrestres: podem ser móveis, caso sejam utilizados a partir de veículos em movimento, e estacionários.
- Aquático: laser barimétrico, utilizado para recolher tanto a profundidade como a elevação da água e que é utilizado no estudo dos fundos marinhos.
Além disso, eles são compostos por três elementos essenciais:
- Scanner a laser, que é usado para medir distâncias e ângulos.
- Sistemas de navegação e posicionamento, como GPS (Global positioning system, Sistema de Posicionamento Global) e INS (Inertial navigation system, Sistema de Navegação Inercial), porque é extremamente importante que a posição e a orientação do sensor confirmem que os dados capturados são dados utilizáveis.
- Tecnologia da informação, que serve para processar e aproveitar os dados coletados.
Como funciona um sensor LiDAR?
Na primeira instância, o scanner emite feixes de laser infravermelho que atingem certos objetos e ricocheteiam. Posteriormente, esses raios que “retornam” são registrados por um receptor e é feita uma medição de distância (tempo de viagem x velocidade da luz). Vale ressaltar que um LiDAR dispara milhares de raios por segundo, que geram a chamada “nuvem de pontos” (coleções de pontos de elevação), que se combina com informações posicionais GPS/INS e gera um mapa de pontos tridimensionais reais .
Da mesma forma, o LiDAR é classificado em duas categorias: por tipo de laser e por tipo de escaneamento. Em relação ao tipo de laser, o sensor pode apresentar pulso LiDAR (em que o processo de medição é feito calculando o tempo que um pulso leva desde sua emissão até sua captação pelo receptor) e medição de fase LiDAR (o número de comprimentos de onda inteiros percorridos resultantes da diferença de fase entre os sinais emitidos e refletidos).
O tipo de varredura presente nos LiDARs, por sua vez, pode assumir quatro formas: modo linha (linhas paralelas são produzidas durante a varredura porque o sensor possui um espelho giratório que desvia o feixe de laser), zizgag (o espelho giratório produz linhas em zigue-zague conforme o padrão de varredura porque o espelho gira em duas direções, para frente e para trás), fibra ótica (o feixe de laser é desviado de um cabo de fibra ótica e o padrão de varredura assume a forma de pequenos círculos) e elíptico (o padrão de varredura assume uma forma elíptica , que é produzido pela deflexão do feixe de laser através de dois espelhos).
Essa tecnologia foi aplicada em vários campos que fazem uso de tarefas de mapeamento, como:
- Agricultura: exploração e estudo da estrutura do solo, o que permite identificar quais espécies são adequadas para o cultivo.
- Topografia: criação de ortofotos ou fotografias de certas áreas da superfície terrestre, determinação do uso da terra e investigação de deslizamentos de terra.
- Arqueologia: detecção de vestígios e cidades escondidas sob a vegetação.
- Ciências forenses: reconstrução de cenas de crime e detecção de áreas de sepultamento de cadáveres devido à presença de anomalias no terreno.
- Fotografia: Sua inclusão nos modelos mais recentes do iPhone Pro causou sensação, pois ajudou a tornar mais especializadas as funções de realidade aumentada e fotografia do referido telefone e ajudou a melhorar a experiência do usuário.
- Meteorologia: medição e monitoramento de fenômenos atmosféricos e qualidade do ar.
- Ambiente automotivo: naqueles carros que possuem o modo piloto automático, o sensor ajuda a detectar a natureza e a proximidade dos objetos que cercam o veículo. Isso permite que o carro não exija um sujeito para conduzi-lo, o que também ajuda a reduzir o número de acidentes de trânsito.
Quais são as vantagens que ele oferece?
Em primeiro lugar, este sensor pode funcionar sozinho ou de forma autónoma e não depende exclusivamente da interação com um ser humano. Este fato implica uma economia significativa de tempo e esforço. Em segundo lugar, permite criar modelos em três dimensões (ao contrário da fotogrametria, por exemplo, que só é capaz de criar modelos com base em imagens bidimensionais), que recolhem informação que envolve densidade de superfícies. Ele também coleta dados precisos instantaneamente graças ao uso de lasers, o que ajuda a agilizar os processos.
