Teknologi merupakan suatu ilmu yang perkembanganya sangat cepat. Salah satunya nya yaitu teknologi sensor lidar. Dulu teknologi ini dimanfaatkan untuk pemetaan dan pencitraan secara 3D dalam dunia militer, misalnya pada pesawat tempur. Ternyata, pemanfaatan lidar tidak hanya sebatas itu, kini lidar dapat digunakan dalam keperluan lain yang jauh lebih berkembang. Simak artikel berikut ini…
Pengertian LiDAR
Light Distance And Ranging (Lidar) adalah sebuah teknologi sensor optik yang berfungsi untuk memetakan jarak objek dalam sebuah ruang sehingga kita dapat menentukan ukuran ruang dan permukaan. Pada dasarnya lidar menggunakan pantulan sinar laser atau inframerah – near infrared (NIR) untuk mengukur jarak objek di dunia nyata secara realtime.
Banyak sekali para insinyur yang memanfaatkan lidar sebagai alat pemetaan sehingga kita dapat mengetahui representasinya dalam bentuk 3D.
Lidar memiliki kecepatan ukur yang luar biasa karena dapat melakukan mengambilan sampel data permukaan bumi lebih dari 150 kilohertz dan dapat bekerja pada siang atau malam hari.
Komponen Lidar
Alat yang memakai sensor lidar biasanya memadukan beberapa sensor lain untuk mendukung keakuatan data. Komponen pada alat lidar pada umumnya yaitu
1. Sensor Laser
Komponen utama pada LiDAR yaitu sensor laser. Biasanya sensor ini merupakan sensor near infrared (NIR) yang dapat memancarkan sinar ke sasaran object kemudian mantul kembali ke receiver sehingga dapat menghasilkan data yang dibutuhkan untuk pemetaan 3d. Sensor ini dapat dibedakan dari kekuatan pancaran, cakupan dan jumlah sinar per second.
Sensor IR khusus lidar biasanya memiliki kelebihan dapat melakukan multiple return yaitu memantulkan beberapa tembakan dalam satu waktu.
2. Sistem Pemindai Optik
Ada beberapa jenis pemindai optik pada sistem lidar. Ini sangat menentukan kecepatan pencitraan gambar, mode pemindaian lidar ada beberapa jenis tergantung keperluan. Misalnya seperti dual axis scanner, polygonal mirrors, azimuth & elevation atau dual oscillating plane mirrors.
Beberapa mode scan tersebut digunakan sesuai dengan keperluan yang berbeda-beda. Semakin baik jenis perangkat optik, maka semakin cepat dan baik hasil yang didapat.
3. Photo Detector / Receiver (Kamera)
Untuk menghasilkan pencitraan 3D yang realis maka dibutuhkan kamera untuk mengasilkan foto saat melakukan pengukuran lidar. Foto tersebut akan ditumpang tindih secara (overlay) dengan data yang diterima sensor dalam bentuk X, Y dan Z.
Hasil biasanya dapat dilihat setelah operator melakukan post processing. Beberapa jenis receiver lidar antara lain photodioda dan photomultipliers.
4. Sistem Pemetaan
Ketika perangkat lidar dipasang pada sesuatu yang bergerak misalnya seperti satelit, drone, mobil, pesawat atau robot, lidar memerlukan data tambahan untuk menganalisa posisi, koordinat, dan rotasi.
Biasanya lidar terintegrasi dengan sensor GPS untuk menentukan koordinat geogratis, Inertia Measurement Unit (IMU) untuk menentukan rotasi / orientasi dan alat pemrosesan data.
Saat sensor LiDAR dipasang pada platform bergerak seperti satelit, pesawat, atau kendaraan dan robot, sistem menganalisa kondisi awal untuk dijadikan posisi dan orientasi absolut. GPS umumnya digunakan untuk menentukan informasi koordinat geografis, sedangkan sensor Inertia Measurement Unit (IMU) digunakan untuk menentukan orientasi. Kombinasi kedua data dari perangkat tersebut digunakan sebagai metode penerjemahan data sensor ke static points yang kemudian diolah lebih lanjut untuk aplikasi ke berbagai sistem.
Prinsip Kerja Lidar
Pada dasarnya lidar bekerja dengan memancarkan gelombang melalui sensor laser yang dipantulkan kemudian diterima oleh scanner. Data yang dihasilkan akan diolah dan dipadukan dengan data lain yang diterima sensor pembantu seperti GPS, IMU, dan sebagainya.
Dari sana kita akan mendapat perbedaan jarak, koordinat, orientasi, image / video dan data lain sesuai dengan sensor yang terdapat pada perangkat lidar.
Setelah itu, data akan di proses dan dipadukan dengan data yang diterima oleh receiver (camera) dan ditampilkan pada layar LCD. Selain mendapatkan pencitraan 3D, kita juga akan mendapatkan hasil ukuran dalam bentuk data yang dapat diolah.
Pada saat sensor di pancarkan dan diterima oleh receiver maka akan ada konversi data, dimana
D : Jarak antara sensor dan objek (meter)
c : Kecepatan cahaya (3×108 m/s)
t : waktu tempuh yang diperlukan laser (s)
Contoh Output Lidar
Pengaplikasian Lidar di Dunia Nyata
Selain untuk keperluan militer, ternyata di dunia nyata pemanfaatan lidar kini sudah jauh berkembang. Kita dapat menemukan lidar dimana-mana namun mungkin kita tidak menyadarinya. Berikut adalah beberapa pemanfaatan lidar di dunia nyata…
1. Pesawat
Dalam dunia militer, lidar digunakan pada pesawat tempur untuk berbagai keperluan. Misalnya seperti mengukur jarak, memetakan peta, memindai musuh dan sebagai penunjang keakuratan serangan senjata. Banyak fungsi lain yang mungkin berbeda pada setiap jet tempur, jenis lidar yang digunakanya pun pada umumnya berbeda dari lidar yang ada di pasaran dan tentu menjadi rahasia bagi setiap perusahaan pembuat pesawat terbang.
2. Kendaraan Militer
Mobil tempur, tank, kapal induk, kapal selam dan kendaraan militer lainya pada umumnya telah dilengkapi lidar untuk memetakan wilayah. Hal ini sangat berguna untuk mengetahui medan perang hingga jarak muruh.
3. Robot
Bagi para pecinta robotics, mungkin sudah tidak asing dengan robot dengan sensor lidar. Robot yang dilengkapi lidar biasanya bisa bekerja sendiri dan mengetahui area sekitarnya.
Salah satu pemanfaatan lidar yang paling sering digunakan pada sebuah robot yaitu pada Robot antariksa tanpa awak. Robot ini biasanya digunakan untuk menganisa planet lain seperti mars atau satelit bulan.
4. Kendaraan Autonomous
Agar dapat berjalan sendiri, kendaraan kendaraan autonomous tentu menggunakan beberapa sensor. Salah satunya yaitu lidar. Lidar dimanfaatkan untuk mengukur jarak sekitar, mengetahui objek di depan dan dibelakang serta memetakan area sekitar agar tidak terjadi benturan.
5. Penggunaan pada Pemetaan Kota lewat Udara
Selain pada kendaraan, lidar juga dapat digunakan untuk pemanfaatan kota. Misalnya memetakan wilayah, pemodelan benjir, memantau tanah longsor, pemetaan kawasan hutan hingga survei daerah pertambangan.
6. Penggunakan pada Drone (UAV LiDAR)
Dalam perkembanganya, kini lidar mengalami perkembangan sehingga memiliki dimensi ukuran yang lebih kecil serta compact.
Salah satunya yaitu UAV LiDAR (Pesawat Pemetaan tanpa awak) atau Drone dengan sensor lidar. Dengan UAV, biaya yang dikeluarkan untuk memetakan suatu wilayah dinilai lebih hemat dan praktis jika dibandingkan menyewa pesawat lidar atau satelit.
7. Penggunaan pada Smartphone dan Tablet
Pada smartphone dan tablet, LiDAR scanner dimanfaatkan untuk pengukuran ruangan atau objek yang dapat menghasilkan kedalaman sehingga kita dapat dengan mudah menerapkan Augmented Reality (AR) secara lebih nyata.
Misalnya pada Apple Ipad Pro terbaru yang memudahkan para arsitek atau desainer interior untuk melalukan demo di depan client. Kedepanya, Apple berencana menanamkan lidar scanner pada Iphone terbaru.
Kesimpulan
Itulah pengertian lidar sensor dan penerapanya dalam dunia nyata. Lidar nyatanya merupakan sebuah penemuan cerdas dimana sangat berguna dalam kehidupan sehari-hari. Teknologi lidar mungkin akan terus berkembang dan semakin banyak digunakan di masa depan
Semoga artikel ini bermanfaat bagi anda. Mohon maaf jika ada kesalahan. Jika ada yang ingin ditambahkan atau ditanyakan, silahkan tinggalkan komentar di bawah ya.
