Garminin LIDAR-Lite-tekniikka laskeutuu Marsiin!
28.04.2021
Lukuaika: 5 minuuttia
5. huhtikuuta 2021 – historiallinen päivä, jolloin NASAn Ingenuity-robottihelikopteri nousi ensimmäiselle ohjatulle lennolle Marsissa. Matkassa oli Garmin LIDAR-Lite v3 -optinen korkeusanturi, joka auttoi mittaamaan, kuinka korkealle alus nousi Marsin pinnasta.
Ingenuity-robottihelikopterilla NASA testasi ensimmäistä kertaa lentämistä toisella planeetalla, ja tämä historiallinen tehtävä toteutettiin yhteistyössä Garminin kanssa. 18. helmikuuta 2021 robottihelikopteri laskeutui turvallisesti Marsin Jezero-kraatteriin kiinnitettynä Mars 2020 Perseverance -mönkijään. Seuraavaksi helikopterin tehtävänä oli irrottautua turvallisesti mönkijästä, asettua Marsin pinnalle, ladata itsensä aurinkoenergialla, muodostaa yhteys Maassa oleviin lennonjohtajiin, käynnistää roottorinlapansa – ja lopulta – nousta ilmaan ja lentää ensimmäistä kertaa itsenäisesti.
Miten Garmin sitten liittyi projektiin? Garminin tekniikka – LIDAR-Lite v3 – mittaa helikopterin etäisyyden maasta. Ingenuityn tavoitteena oli nousta 5 metrin korkeuteen Marsin pinnasta 90 sekunnin lennolla. Muista, että Marsin ilmakehän tiheys on alle 1 % Maan ilmakehästä – ja että Wilbur ja Orville Wrightin ensimmäinen lento Maassa kesti vain 12 sekuntia.
Ingenuity painaa Maassa 1,8 kg, mikä vastaa Marsissa 0,67 kg:aa, ja sen roottorit ovat kärjestä kärkeen 1,2 metriä. Tämä tekee LIDAR-Lite v3:sta täydellisen kompaktin ja suorituskykyisen optisen etäisyysmittausanturiratkaisun. Alla Garminin suunnittelija Bob Lewis, joka auttoi kehittämään helikopterin tekniikkaa, kertoo, miksi LIDAR-Lite-tekniikka valittiin näin tärkeään tehtävään.
Mikä LIDAR-Lite-laite on ja miten se toimii?
LIDAR-Lite-moduuli toimii korkeusmittarina. Pohjimmiltaan laite mittaa helikopterin ja maan välisen etäisyyden pinnalle heijastettujen infrapunavalopulssien avulla. Valo heijastuu takaisin, ja tekniikka mittaa ajan, joka valolta kuluu kulkea helikopterista maahan ja takaisin ylös. LIDAR-Lite valittiin, koska laite on erittäin kevyt, eikä helikopteri voi ilmakehän pienen tiheyden vuoksi kantaa paljon.
Miten LIDAR-Lite-tekniikkaa käytetään Maassa?
LIDAR-Lite-tekniikkaa käytetään etäisyyden mittaamiseen monenlaisissa sovelluksissa – tyypillisesti enintään 40 metrin etäisyyksille. Ja se on melko tarkka. Tekniikan tarkkuus on hieman alle 2,5 cm, mikä tekee siitä hyödyllisen monilla aloilla. Sitä käytetään usein droneissa korkeusmittarina mittaamaan dronen korkeutta maasta. Sitä käytetään myös robotiikkasovelluksissa huoneiden skannaamiseen. Yksi optisen järjestelmän ominaisuuksista on hyvin kohdistettu säde, joka mahdollistaa 360 asteen skannauksen tarkan huonekartan tuottamiseksi. LIDAR-Lite-tekniikkaa voidaan käyttää millä tahansa alalla, joka vaatii tarkkaa etäisyysmittausta ja nopeita päivityksiä, sekä aloilla, joilla tarvitaan navigointitietoja.
Jos tietojen päivitysnopeus on hidas, emme voi oikeastaan liikkua nopeasti. LIDAR-Lite-tekniikka tarjoaa päivityksiä satoja kertoja sekunnissa.
Onko Garminilla muita tuotteita, joissa käytetään LIDAR-Lite-tekniikkaa?
LIDAR-Lite-tekniikkaa käytetään monissa muissakin Garmin-tuotteissa. NASAn tapauksessa sitä käytetään pääasiassa vain etäisyyden mittaamiseen maasta, mutta kamerajärjestelmään yhdistettynä sitä voidaan käyttää navigointiin. Garminilla on käsikäyttöinen golf-etäisyysmittari, joka käyttää samaa tekniikkaa. Sitä käytetään myös jousiammunnassa. Ampujan ja maalin välisen etäisyyden avulla tekniikka laskee, kuinka paljon putoama vaikuttaa nuolen lentoon. Jos esimerkiksi ammut nuolen 50 metrin päästä, nuoli putoaa tuolla matkalla tietyn verran. LIDAR-Lite antaa uuden tähtäyspisteen, joka kompensoi tämän putoaman. Tätä tekniikkaa voidaan käyttää monissa eri sovelluksissa.
Lähde: https://www.garmin.com/en-US/blog/general/garmin-on-mars/
