Lidar

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken

LIDAR (LIght Detection And Ranging of Laser Imaging Detection And Ranging) is een technologie die de afstand tot een object of oppervlak bepaalt door middel van het gebruik van laserpulsen. De techniek is vergelijkbaar met radar, dat echter radiogolven gebruikt in plaats van licht. De afstand tot het object of oppervlak wordt bepaald door de tijd te meten die verstrijkt tussen het uitzenden van een puls en het opvangen van een reflectie van die puls.

Het acronym LADAR (LAser Detection And Ranging) wordt voornamelijk gebruikt voor militaire toepassingen. De term laser radar wordt ook wel gebruikt maar is enigszins misleidend aangezien er bij lidar licht en geen radiogolven worden gebruikt.

Werking[bewerken]

Lidar werkt volgens hetzelfde principe als radar: een signaal wordt uitgezonden en zal enige tijd later door reflectie weer worden opgevangen. Het verschil tussen lidar en radar is dat lidar gebruikmaakt van laser terwijl radar gebruikmaakt van radiogolven.

Hierdoor kan met lidar veel kleinere objecten worden gedetecteerd dan met radar. De golflengte van radiogolven ligt rond de 1 cm, die van laserlicht tussen de 10 µm en 250 nm. Bij deze golflengte zullen de golven beter gereflecteerd worden door kleine objecten.

Toepassingen[bewerken]

Afstandsbepaling[bewerken]

Afstandsbepaling
Afstandsbepaling
Hoogtebepaling

Lidar wordt gebruikt om de afstand tot een object te bepalen. Dit gebeurt als volgt: een laserstraal vertrekt bij de zender (z) en komt enige tijd later terug bij de ontvanger (o). Uit het tijdsverschil tussen zenden en ontvangen berekent men de afstand.

d = \frac{c \cdot t}{2 \cdot n}

met d = afstand in m
c = lichtsnelheid in vacuüm (299 792 458 m/s)
t = tijd in s
n = refractieindex.

Doordat de straal van een laser, in tegenstelling tot radiogolven, zeer gebundeld blijft is het mogelijk een oppervlaktescan te doen. Vanuit bijvoorbeeld een vliegtuig kunnen de hoogtelijnen van een landschap bepaald worden.

Dit wordt gedaan door veel verschillende metingen achter elkaar te doen telkens met een andere hoek van de spiegel. Zo kan men een gebied afscannen. Bij de hoogteberekening zal men rekening moeten houden met de hoek α.

h_{werkelijk} = h_{gemeten} \cdot \cos{\alpha}

Snelheidsbepaling

Snelheidsbepaling[bewerken]

Daarnaast is het met lidar mogelijk om snelheden te meten. Dankzij het dopplereffect kan men de snelheid van het voorwerp bepalen. De verandering in periodetijd van het gereflecteerde licht bepaalt de snelheid van het voorwerp volgens de volgende formule:

v = (\frac{T1}{T2}-1)\cdot\frac{c}{n}

met v = snelheid voorwerp in m/s
T = periode in s
c = lichtsnelheid in vacuüm (299 792 458 m/s)
n = refractieindex.

Overige Toepassingen[bewerken]

Naast militaire toepassingen wordt lidar ingezet voor civiel gebruik. De NASA gebruikt lidar om de wolkendichtheid en luchtvervuiling op de aarde te meten,[1] en om veranderingen in de dikte van gletsjers en ijslagen op de polen te bepalen.[2] Daarnaast wordt lidar ingezet om hoogteverschillen in landschappen in kaart te brengen, omdat lidar, in tegenstelling tot radar, relatief ongevoelig is voor begroeiing. Weliswaar zal het bladerdak een gedeelte van het licht weerkaatsen, maar door de korte golflengte zal een gedeelte van het laserlicht toch de grond bereiken. Door dit verschil te meten kan berekend worden hoe dicht een gebied bebost is en hoeveel CO2 vastgelegd is in een woud. Archeologen zetten lidar in om overwoekerde ruïnes te zoeken; in 2010 werd met deze methode de Mayastad Caracol in kaart gebracht.[3] In Duitsland werden tientallen Romeinse oefenkampen ontdekt, bijvoorbeeld in het Kottenforst nabij Bonn.[4]

Bronnen, noten en/of referenties
  1. LITE: Measuring the Atmosphere with Laser Precision. NASA Geraadpleegd op 9 april 2011
  2. About the Airborne Topographic Mapper. NASA Geraadpleegd op 9 april 2011
  3. "Lidar onthult enorme Maya stad in Belize", Technisch Weekblad, 28 augustus 2010, p. 3.
  4. Übungslager Kottenforst. vici.org Geraadpleegd op 27 juni 2013