LIDAR-tekniikka on ollut olemassa vuosikymmeniä ja sitä on käytetty kaikessa avaruusaluksista ja roboteista pika-aseisiin. Se sattuu myös olemaan yksi teknologioista, jotka ohjaavat autonomisten ajoneuvojen kehitystä.
Kuljettamattomat autot eivät ehkä ole vielä laajalle levinnyt todellisuus teillä, mutta jos niistä koskaan tulee todella yleistä, LIDAR on yksi ajoneuvoissa olevista teknologioista, jotka mahdollistavat ne ja pitävät matkustajat turvassa.
Mikä on LIDAR?
LIDAR on valon ja tutkan portti, joka on myös lyhenne sanoista Light Detection and Ranging tai Light Imaging, Detection and Ranging. Tekniikka kehitettiin ensimmäisen kerran 1960-luvun alussa.
Yksinkertaisesti sanottuna LIDAR heijastaa valoa kohteista nähdäkseen niiden sijainnin, aivan kuten tutka käyttää radioaaltoja ja kaikuluotain ääntä. LIDAR-järjestelmät lähettävät valopulsseja näkyvän spektrin ulkopuolella ja kuinka kauan niiden palautuminen kestää. Aika, joka kuluu valon heijastumiseen takaisin, kertoo sensorille, kuinka kaukana se on, ja paljastaa sen muodon.
Pyyhkäisevän LIDAR-anturin ja kunkin havaitun kohteen välinen suunta ja etäisyys piirretään sitten 3D-kartalle, jota kutsutaan ”pistepilveksi”, jotta ympäristöstä muodostuu yksityiskohtainen kuva. Vaikka tutka toimii hyvin pitkillä etäisyyksillä ja kaikuluotain sopii paremmin lyhyille etäisyyksille, LIDAR tarjoaa kätevän keskitien.
Mihin LIDARia käytetään?
Koska LIDAR pystyy tutkimaan äärimmäisen tarkasti ja joustavasti, sillä on monia käyttötarkoituksia, erityisesti korkearesoluutioisten karttojen tuotanto. Maanmittauksen lisäksi LIDARia on käytetty maataloudessa, arkeologiassa ja roboteissa. Teknologian ensimmäinen suuri murto yleiseen tietoisuuteen tapahtui, kun Apollo 15 -kuulentomatkan miehistö käytti laserkorkeusmittaria kuun pinnan kartoittamiseen.
Vaikka teknologiaa tullaan käyttämään jatkossakin useilla aloilla, siitä tulee iso toimija tulevaisuuden kuljettajattomissa autoissa, joka toimii ajoneuvojen ”silminä”.
Miten LIDARia käytetään kuljettajattomissa autoissa?
Vaikka varhainen LIDAR-tekniikka oli hidasta ja tilaa vievää, nopeampien laskentanopeuksien ja pienemmän elektroniikan kehitys tarkoittaa, että se on nyt paljon nopeampi ja voidaan helpommin integroida olemassa olevaan tekniikkaan. Kuljettamattomissa autoissa tekniikka toimii yhdessä muiden antureiden ja sisäisten kameroiden kanssa seuratakseen, mitä ajoneuvon ympärillä tapahtuu.
LIDAR on välttämätön, koska se pystyy havaitsemaan esteet ja piirtämään välittömän virtuaalisen kuvan ympäristöstä. Luotu 3D-kuvakartta mahdollistaa ajoneuvon sisäisen prosessorin erottamisen eri kohteista, mukaan lukien erilaiset ajoneuvot, tiemerkinnät ja ihmiset. Tämä voi vaikuttaa siihen, miten autot liikkuvat turvallisesti teillä – olipa kyseessä sitten nopeuden hidastaminen tai väistötoimi.
Onko LIDARilla rajoituksia?
LIDAR ei ole vailla virheitä. Vuoden 2015 tutkimuspaperissa väitettiin, että kuljettajattomien autojen LIDAR-järjestelmät voitaisiin estää yksinkertaisella laserosoittimella. Se havaitsi, että pienitehoinen laser- ja pulssigeneraattori voisi huijata auton uskomaan, että sen ympärillä on muita autoja ja jalankulkijoita. Tämä ammottava haavoittuvuus voi johtaa siihen, että autot pysähtyvät äkillisesti keskellä tietä, jos ne aistivat toisen auton tai jalankulkijan.
LIDARiin voi vaikuttaa myös huono sää, mikä heikentää anturien kantamaa ja tarkkuutta.
Koska teknologialla on niin tärkeä rooli kuljettajattomien autojen tulevaisuuden kannalta, panokset ovat korkeat. Aiemmin tänä vuonna Googlen itseajavien autojen projekti Waymo haastoi Uberin oikeuteen sen LIDAR-teknologiaa koskevien suunnitelmien varastamisesta, kun taas Googlen emoyhtiö Alphabet luopui myöhemmin kolmesta neljästä patenttivaatimuksestaan. Oikeudenkäynti on käynnissä elokuussa 2017.
Kaikki eivät kuitenkaan ole samaa mieltä siitä, että LIDAR on välttämätön. Toistaiseksi Tesla on päättänyt olla käyttämättä LIDARia autoissaan ja luottaa sen sijaan tutkapohjaiseen järjestelmään sekä kameroihin.