לידאר (Lidar)

רובוטיקה

הגדרה

לידאר הוא חיישן שמודד מרחקים באמצעות פולסי לייזר וזמן חזרת האור, ובונה מפה תלת-ממדית מדויקת של הסביבה סביב הרובוט או הרכב.

לידאר (Lidar) הוא חיישן שמודד מרחקים באמצעות פולסי לייזר וזמן חזרת האור, ובונה מפה תלת-ממדית מדויקת של הסביבה סביב הרובוט או הרכב. השם הוא ראשי-תיבות של light detection and ranging, ולעיתים גם laser imaging, detection, and ranging. אין הסכמה על אופן הכתיבה, וניתן למצוא בספרות LIDAR, LiDAR ו-Lidar זו לצד זו.

עקרון הפעולה פשוט להפליא. החיישן יורה פולס לייזר קצר, מודד את הזמן עד שההחזר חוזר אליו, ומחשב את המרחק לפי הנוסחה d = c·t/2 — כלומר מהירות האור כפול הזמן, חלקי שתיים, משום שהאור עבר את המרחק פעמיים. חזרה על המדידה מיליוני פעמים בשנייה, בזוויות שונות, מייצרת ענני-נקודות — סריקה תלת-ממדית צפופה של הסביבה. הסריקה הזו היא גם חומר-הגלם של מיפוי ואיכון בו-זמניים, ולכן חיישני לידאר נפוצים ברובוטים ניידים בכלל, ולא רק ברכב.

הטכנולוגיה ותיקה בהרבה ממכוניות אוטונומיות. חברת יוז אירקראפט הציגה ב-1961 את המערכת הראשונה מסוגה, בהובלת מלקולם סטיץ', תחת השם Colidar; דגם Colidar Mark II מ-1963 היה מד-טווח בצורת רובה, בעל טווח של 11 קילומטרים.

היתרון של לידאר על פני חיישנים אחרים הוא שהוא מספק מבנה מרחבי ישירות — מרחק מדוד, ולא הערכה שיש להסיק מתמונה. מכ"ם עמיד יותר לגשם ולערפל אך שדה-הראייה שלו צר יותר, ומצלמה קוראת צבע וטקסט שלידאר אינו רואה כלל. לכן נהוג לשלב ביניהם. קיימות שתי משפחות עיקריות — יחידה מסתובבת שמספקת שדה-ראייה של 360 מעלות, וחיישן מצב-מוצק בעל שדה-ראייה קבוע וללא חלקים נעים.

בעולם הרכב האוטונומי לידאר סיפק את קפיצת-המדרגה: הוא היה הרכיב שאיפשר ל-Stanley, הרכב הראשון שזכה באתגר DARPA, לזהות מכשולים ולעקוף אותם. עם זאת, השאלה אם הוא הכרחי כלל שנויה במחלוקת: החברה הישראלית Innoviz בונה לידאר מצב-מוצק, בעוד Mobileye הדגימה בירושלים ב-2020 נהיגה עצמאית בעזרת מצלמות בלבד.