呼び名 レーザレーダ
日本語ではLiDAR(ライダー)リモートセンシング技術です。
近赤外光や可視光、紫外線を使って、パルスレーザービームが内部の回転ミラーで方向を変えて、周辺エリアを扇状にスキャンします。発射されたレーザー光は物体に当たると反射され反射光はスキャナの受光部で認識される。
この照射された対象物にレーザーパルス光が当たって跳ね返ってくるまでの時間を測定する事で、物体までの距離や方向を測定できる。
LiDARは距離の測定方法によって、主に次の2種類に分類されます。TOF(飛行時間)方式FMCW(周波数連続変調)方式
メリット
LiDAR(ライダー)は、レーザー光を使ったセンサの一種で、対象物までの距離はもちろん、位置や物体の形状まで高い精度で検知可能で、綿密なマッピングや物体認識を必要とする作業に適していることが特徴。
つまり、形状や位置関係、距離までを正確に検知できます。
LiDARのデメリットは
LiDAR(ライダー)は雨や霧などの悪天候で精度が低下する。 その理由は、大気中の水分が、LiDARが放出するレーザー光を散乱したり吸収したりする事である。物体検知に優れているものの色の識別は苦手となる。
TOF
TOFは「Time of Flight」の略称で、「飛行時間」を意味します。TOF方式のLiDARは、対象物に対してレーザー光を高速で繰り返し発光する「パルス照射」を経て、対象物に反射されて戻ってくる光を検出。レーザー光が反射され戻ってくるまでの時間から、対象物との距離を算出する仕組み。
TOF方式のLiDARは、半導体レーザーが発光し、受光部に光センサーが備えられている比較的単純な構造であり、部品点数の少なさが特徴です。
この技術は車の自動運転をはじめ、ドローンや産業用ロボット、駅のホームドア、自動ドア、ゴルフの距離計などのほか、タブレットやスマートフォンにも応用されています。
FMCW
FMCWは「Frequency Modulated Continuous Wave」の略称で、「周波数連続変調」を意味します。FMCW方式のLiDARでは、レーザー光の周波数を変調させながら連続して対象物に照射し、反射され戻ってきた受信波の周波数から、対象物との距離を算出する仕組みです。FMCW方式は、車の自動運転への活用も期待される高精度なLiDARとして注目を集めていますが、調べた所では、コスト面などの課題から実用化には至っていないそうです。
予備知識
レーダ-センサーというものもある。
マイクロ波周波数帯の電磁波を使用して、物体に跳ね返ってレシーバーに信号が戻ってくるまでの時間を測定する。距離、位置、物体の存在を判断するために使用される。
レーダーは電波の波長を利用して物体を検知し、その速度と距離を測定し検知する。雪やみぞれ、霧や霞、渦巻く塵のような降水など、水分等を通り抜けて信号が届くため、周囲の環境条件のほとんどに影響されない。風を通さず、幅広い温度範囲で機能する。そのような過酷な環境でも使用できることから、信頼性が高く、他のセンサー技術にとって環境条件が課題となる多くの用途に優れているのが特徴。また、対象物の正確な位置や形状の把握は困難との事。