Лидар (LiDAR, Light Detection and Ranging — «световое обнаружение и измерение расстояния») — это лазерный датчик, который строит объёмную карту пространства вокруг робота. Устройство излучает короткие лазерные импульсы, ловит отражённый от объектов свет и по времени возврата вычисляет точное расстояние до каждой точки. Просканировав окружение, лидар выдаёт «облако точек» — детальную 3D-модель того, что находится рядом. В робототехнике это один из главных сенсоров восприятия и навигации.

В отличие от камеры, лидар — активный датчик: он сам подсвечивает сцену и потому не зависит от внешнего освещения, работая одинаково днём и в полной темноте. По сравнению с обычным радаром лидар даёт гораздо более высокое разрешение и точнее очерчивает форму и границы предметов. Это позволяет роботу уверенно замечать стены, дверные проёмы, стеллажи, паллеты и людей и мгновенно корректировать траекторию.

Главные задачи лидара в роботе:

  • Обнаружение препятствий и обход их в движении.
  • Локализация — определение собственного положения на карте.
  • Построение карты незнакомого помещения; вместе локализация и картографирование образуют технологию SLAM (одновременная локализация и построение карты).
  • Планирование маршрута на основе полученной 3D-картины.

Лидары различают по конструкции: механические (вращающийся блок сканирует пространство на 360°) и твердотельные (без подвижных частей, компактнее и надёжнее). Их устанавливают на складские AGV и AMR, сервисных и уборочных роботов, беспилотный транспорт, дронов и шагающих роботов.

Есть и слабые стороны: капли дождя, туман, пыль и дым рассеивают лазер и ухудшают показания, а прозрачные и сильно бликующие поверхности лидар «видит» плохо. Поэтому в ответственных системах его объединяют с камерами, радаром и ультразвуковыми датчиками — совокупные данные (сенсорное слияние) дают роботу наиболее надёжную и полную картину окружения.

Источники:

  1. Датчик лидар // Робособака. URL:https://robosobaka.ru/expertise/articles/datchik-lidar/
  2. Лидар в робототехнике // Unit Solutions. URL:https://unitmc.ru/news/lidar-v-robototekhnike/
  3. Как работают датчики в робототехнике и зачем они нужны // KursHub. URL:https://kurshub.ru/journal/blog/kak-rabotayut-datchiki-v-robototehnike-i-zachem-oni-nuzhny/