Lidar ( / l aɪ d ɑr / , también LIDAR , o LiDAR ; a veces LADAR ) es un método para determinar rangos (distancia variable) por la orientación de un objeto con un láser y midiendo el tiempo para la luz reflejada para volver al receptor. Lidar también se puede usar para hacer representaciones tridimensionales digitales de áreas en la superficie de la tierra y el fondo del océano, debido a las diferencias en los tiempos de retorno del láser y al variar las longitudes de onda del láser. Tiene aplicaciones terrestres, aéreas y móviles. [1] [2]
Lidar es un acrónimo de "detección y rango de luz" [3] o "imágenes, detección y rango láser". [4] Lidar a veces se denomina escaneo láser 3D , una combinación especial de escaneo 3D y escaneo láser . [5]
Lidar se usa comúnmente para hacer mapas de alta resolución, con aplicaciones en topografía , geodesia , geomática , arqueología , geografía , geología , geomorfología , sismología , silvicultura , física atmosférica , [6] guía láser , mapeo de franjas láser aerotransportado (ALSM) y altimetría láser . La tecnología también se utiliza en el control y la navegación de algunos coches autónomos [7] y para el helicóptero Ingenuity en sus vuelos récord sobre el terreno de Marte .. [8]
Bajo la dirección de Malcolm Stitch , Hughes Aircraft Company introdujo el primer sistema similar a lidar en 1961, [9] [10] poco después de la invención del láser. Diseñado para el seguimiento de satélites, este sistema combina imágenes enfocadas con láser con la capacidad de calcular distancias midiendo el tiempo que tarda una señal en regresar utilizando sensores apropiados y electrónica de adquisición de datos. Originalmente se llamaba "Colidar", un acrónimo de "coherent light detecting and range", [11] derivado del término " radar ", que en sí mismo es un acrónimo de "radio detección and range". Todos los telémetros láser, los altímetros láser y las unidades lidar se derivan de los primeros sistemas colidar. La primera aplicación terrestre práctica de un sistema colidar fue el "Colidar Mark II", un gran telémetro láser similar a un rifle producido en 1963 que tenía un alcance de 7 millas y una precisión de 15 pies, para ser utilizado para objetivos militares. [12] [10] La primera mención de lidar como palabra independiente en 1963 sugiere que se originó como un acrónimo de " luz " y "radar": "Eventualmente, el láser puede proporcionar un detector extremadamente sensible de longitudes de onda particulares de objetos distantes Mientras tanto, se está utilizando para estudiar la luna mediante 'lidar' (radar de luz)..." [13] [14] El nombre " radar fotónico" se usa a veces para referirse a la búsqueda de rango de espectro visible como lidar. [15] [16]
Las primeras aplicaciones de Lidar fueron en meteorología, para lo cual el Centro Nacional de Investigaciones Atmosféricas lo utilizó para medir las nubes y la contaminación. [17] El público en general se dio cuenta de la precisión y utilidad de los sistemas lidar en 1971 durante la misión Apolo 15 , cuando los astronautas usaron un altímetro láser para mapear la superficie de la luna. Aunque el idioma inglés ya no trata "radar" como un acrónimo (es decir, sin mayúsculas), la palabra "lidar" se capitalizó como "LIDAR" o "LiDAR" en algunas publicaciones a partir de la década de 1980. No existe consenso sobre la capitalización. Varias publicaciones se refieren a lidar como "LIDAR", "LiDAR", "LIDaR" o "Lidar". USGS _usa tanto "LIDAR" como "lidar", a veces en el mismo documento; [18] el New York Times utiliza predominantemente "lidar" para los artículos escritos por el personal, [19] aunque las fuentes de noticias como Reuters pueden utilizar Lidar. [20]
Lidar utiliza luz ultravioleta , visible o infrarroja cercana para obtener imágenes de objetos. Puede apuntar a una amplia gama de materiales, incluidos objetos no metálicos, rocas, lluvia, compuestos químicos, aerosoles , nubes e incluso moléculas individuales . [6] Un rayo láser angosto puede mapear características físicas con resoluciones muy altas ; por ejemplo, una aeronave puede mapear el terreno con una resolución de 30 centímetros (12 pulgadas) o superior. [21]