LiDAR سینسرز کے بارے میں عام خرافات – حصہ 1

جیسے جیسے دنیا کی سائنس اور ٹیکنالوجی ذہانت اور اعلیٰ کارکردگی کی طرف ترقی کر رہی ہے،Lidar لیزر ماڈیولاور اس کی درخواستوں کو بھی زیادہ توجہ ملی ہے۔ تاہم، لوگوں کو lidar ٹیکنالوجی اور کارکردگی کے بارے میں کچھ غلط فہمیاں بھی ہیں۔ یہ مضمون lidar کے بارے میں پانچ عام غلط فہمیوں کو ظاہر کرے گا۔

1. lidar درخواست کی ٹیکنالوجی پیچیدہ ہے
اگرچہ lidar ایک پیچیدہ سینسر ہے جو مختلف ہارڈ ویئر سے بنا ہے، لیکن اس کا بنیادی کام کرنے کا اصول دراصل کافی آسان ہے۔ سینسر پرواز کے وقت کے طریقہ کار کا استعمال کرتا ہے، ایک پتہ لگانے کا اصول جیسا کہ چمگادڑ آواز کی لہروں کا استعمال کرتے ہیں یا مائکروویو کا استعمال کرتے ہوئے ریڈار۔
اگر ہم سینسر کو اس کے اجزاء، یعنی لیزر، ڈیٹیکٹر اور بیم ڈیفلیکشن یونٹ میں توڑ دیتے ہیں، تو lidar اب کوئی مشکل ٹیکنالوجی نہیں ہے۔ لیزر ذریعہ سب سے پہلے لیزر دالیں خارج کرتا ہے۔ یہ دالیں مائیکرو گیلوانومیٹر کے ذریعے منظر میں گھس جاتی ہیں۔ ڈیٹیکٹر منعکس کیو لائٹ کا پتہ لگاتا ہے اور لیزر پلس کے اخراج کے وقت اور واپسی کے وقت کی بنیاد پر فاصلے کا درست اندازہ لگاتا ہے۔
یہ عمل حقیقی وقت میں درست 3D ماحولی نقطہ کے بادلوں کو پیدا کرنے کے لیے فی سیکنڈ ہزاروں یا لاکھوں بار دہرایا جاتا ہے۔ یہ 3D پوائنٹ کلاؤڈ ڈیٹا کا تجزیہ کرنے اور اس سے فائدہ اٹھانا آسان ہے، مثال کے طور پر، خود مختار ڈرائیونگ فیصلہ سازی کے لیے۔
یہ ٹیکنالوجی 1960 کی دہائی کے اوائل میں پلسڈ لیزرز کی ایجاد کے بعد تیار ہوئی، جو مسلسل لہروں کو استعمال کرنے کے بجائے بار بار روشنی کی دھڑکنیں خارج کرتی ہے۔

⒉ خود ڈرائیونگ کار ایپلی کیشنز میں، lidar بے کار ہے۔
ایلون مسک نے 2019 میں ایک کانفرنس میں سیلف ڈرائیونگ کاروں میں لیدر کے استعمال کو نظر انداز کیا، یہ ایک ایسا واقعہ ہے جس نے آج تک لیدر کے بارے میں بہت سی خرافات کو جنم دیا ہے۔ اس کا دعویٰ ہے کہ کیمروں اور سمارٹ الگورتھم کی مدد سے لیڈار بے کار ہے اور ہمیشہ اپنی بنیاد پر قائم رہے گا۔
رنگین بصری تصاویر کو جمع کرنے کے لیے کیمرے مختلف تصویری شناخت کی ٹیکنالوجیز کا اطلاق کرتے ہیں، لیکن صرف ایک کیمرہ استعمال کرنے سے صرف 2D ڈیٹا حاصل کیا جا سکتا ہے، جو بصری بھرم اور فاصلے کی غلط فہمیوں کا باعث بن سکتا ہے۔ ان خامیوں کے خطرناک اور بعض اوقات جان لیوا ہونے کی المناک مثالیں موجود ہیں۔
اس کے برعکس، lidar قابل اعتماد طریقے سے 3D ڈیٹا حاصل کر سکتا ہے اور فاصلے اور آبجیکٹ کے سائز کی درست شناخت کر سکتا ہے۔
درست 3D lidar ڈیٹا کو یکجا کرنے سے کیمرے کو ارد گرد کے ماحول کو سمجھنے میں مدد ملتی ہے یہاں تک کہ جب کیمرہ "اندھا" ہو۔ مثال کے طور پر، کیمرہ کو سرنگ سے باہر نکلنے کے بعد روشنی کی تبدیلیوں کو اپنانے کے لیے کچھ وقت درکار ہوتا ہے۔
مزید برآں، کیمروں کے ذریعے تیار کردہ 2D تصاویر خود ڈرائیونگ کار الگورتھم کو تربیت دینے کے لیے کافی درست لگ سکتی ہیں۔ لیکن ان میں اب بھی بہت سی غلطیاں ہیں جو مشین لرننگ ماڈلز کی درستگی کو کم کرتی ہیں اور اس طرح گاڑی کی احساس، پیشین گوئی اور فیصلے کرنے کی صلاحیت میں کمی آتی ہے۔ خود مختار ڈرائیونگ کی سہولت فراہم کرنے والی مشین لرننگ کی صلاحیتوں کو توسیع پذیر ہونے اور "لمبی دم کا مسئلہ" حل کرنے کی ضرورت ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ سڑک پر گاڑیوں کو درپیش 95 فیصد منظرناموں کو پورا کرنا کافی نہیں ہے۔ مشین لرننگ پر مبنی خود مختار ڈرائیونگ کی صلاحیتوں کو بھی 5 فیصد کا ہدف ہونا چاہیے۔ مشکل حالات میں تربیت کے دوران اپنی کارکردگی کو مسلسل بہتر بناتے ہوئے تربیت کے لیے بڑی مقدار میں خالص کیمرہ سسٹم ڈیٹا کی ضرورت ہوتی ہے۔
اس کے برعکس، lidar اعلی صحت سے متعلق تربیتی ڈیٹا تیار کرتے ہوئے زیادہ مشین لرننگ پیشن گوئی ماڈل فراہم کر سکتا ہے۔ لہذا، lidar زیادہ قابل اعتماد اور مضبوط خود مختار ڈرائیونگ سسٹم کے لیے ایک ضروری سینسر ہے۔

3. Lidar مکمل طور پر دوسرے سینسر کی طرف سے تبدیل کیا جا سکتا ہے
lidar کے بارے میں سب سے عام غلط فہمیوں میں سے ایک یہ ہے کہ اسے کیمرے یا ریڈار سینسر سے تبدیل کیا جا سکتا ہے، یہ ایک غلط فہمی ہے جو اس بات کو نہ سمجھنے کی وجہ سے پیدا ہوتی ہے کہ یہ سینسر ٹیکنالوجیز اشیاء کو مختلف طریقوں سے کیسے درجہ بندی کرتی ہیں۔ ان سینسرز کی مختلف صلاحیتوں اور ان سے تیار کردہ ڈیٹا کی اقسام کو سمجھنے کے بعد، ہم دیکھیں گے کہ وہ کس طرح فعالیت میں ایک دوسرے کی تکمیل کرتے ہیں۔ کیمرہ جو چیز کھینچتا ہے وہ 2D امیج ہے، جو گرے اسکیل یا رنگ کی معلومات، ساخت اور کنٹراسٹ فراہم کرتی ہے۔ اس ڈیٹا کا مزید تجزیہ کرنے کے لیے، تصویر کی شناخت کے سافٹ ویئر کی ضرورت ہے۔ چونکہ کیمرہ ایک غیر فعال پیمائش کے اصول کا استعمال کرتا ہے، اس لیے اشیا کو پتہ لگانے کے لیے روشن کرنے کی ضرورت ہے۔ مزید برآں، 3D امیجز بنانے کے لیے دو یا دو سے زیادہ کیمروں کی ضرورت ہوتی ہے، ساتھ ہی ساتھ ہائی کمپیوٹنگ پاور۔
ریڈار ستارے کی پیمائش کی سہ جہتی معلومات اشیاء کے فاصلے اور رفتار کا تعین کرنے میں بہت زیادہ درستگی رکھتی ہیں۔ تاہم، ریزولوشن کم ہے اور وہ درست طریقے سے (سینٹی میٹر پیمانے پر) یا اشیاء کی درجہ بندی نہیں کر سکتے ہیں۔
LiDAR جمع کیے گئے تین جہتی ڈیٹا سے ایک پوائنٹ کلاؤڈ بناتا ہے۔ پوائنٹ کلاؤڈ کی شکل اور سائز کی بنیاد پر، یہ اشیاء کو درست طریقے سے تلاش کر سکتا ہے اور انہیں مختلف زمروں میں درجہ بندی کر سکتا ہے، جیسے کہ لوگ، کاریں، عمارتیں وغیرہ۔
LiDAR انتہائی تفصیلی اور قابل بھروسہ سہ جہتی معلومات اکٹھا کر کے دیگر سینسر ٹیکنالوجیز کے خلا کو پُر کرتا ہے۔ یہ مختلف ماحول میں اہداف کا پتہ لگا سکتا ہے اور درست طریقے سے درجہ بندی کر سکتا ہے، جس سے یہ مختلف قسم کے سینسروں میں نمایاں ہے۔ کیمروں سے حاصل ہونے والے ڈیٹا کو گہرے تجزیہ کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، اور ریڈار کے ذریعے جمع کیے گئے رینج اور رفتار کے ڈیٹا کی زیادہ درستگی کے لیے LiDAR سے تصدیق کی جا سکتی ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ مستقبل میں تمام سینسر پر مبنی ایپلی کیشنز کیمروں، ریڈار سسٹمز، لیڈار اور دیگر سینسر کو مربوط کریں گی۔

4. Lidar سخت ماحولیاتی حالات میں کام نہیں کر سکتا
کیمرے کافی محیط روشنی کے بغیر کام نہیں کر سکتے، جیسے کہ آٹوموٹو ایپلی کیشنز میں جہاں کیمرے کی کھوج کی حد صرف ہیڈلائٹ کی حد تک پہنچ سکتی ہے۔ اس کے برعکس، lidar میں روشنی کی شدت کے حالات سے قطع نظر سیکڑوں میٹر کا پتہ لگانے کی حد ہوتی ہے کیونکہ یہ نظر آنے والی روشنی کے بجائے انفراریڈ لیزر بیم پر انحصار کرتا ہے۔ دوسرے لفظوں میں، لیڈر سینسر سے لیس سیلف ڈرائیونگ کار دن کے وقت اندھیرے میں بھی اتنی ہی آسانی سے چل سکتی ہے، چاہے ہیڈلائٹس بند ہی کیوں نہ ہوں۔
جب دھند، بارش یا برف جیسے سخت حالات کی بات آتی ہے، تو LiDAR ایک بار پھر کارکردگی میں واضح فائدہ دکھاتا ہے اور ادراک کے نظام میں دوسرے سینسر (جیسے کیمرے) کی خامیوں کو پورا کر سکتا ہے۔
لیڈار اکثر بارش میں کیمروں سے بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کرتے ہیں کیونکہ ان کے بیم بڑے ہوتے ہیں۔ یہ شہتیر کو سینسر آئینے پر رکاوٹوں (جیسے بارش کے قطرے) کو نظرانداز کرنے کی اجازت دیتا ہے، لہذا لیڈر کی حد کسی خاص حد تک متاثر نہیں ہوتی ہے۔ اس کے مقابلے میں کیمرے کا پکسل سائز بارش کے قطرے کے سائز سے بہت چھوٹا ہوتا ہے، اس لیے اس کا نظارہ غیر واضح ہو جائے گا۔
بڑی شہتیر لیڈر کو مختلف رینجز سے متعدد بازگشتوں کا پتہ لگانے کے قابل بناتا ہے اور صرف مضبوط ترین سگنل کے ساتھ ایک پر کارروائی کرتا ہے۔ یہ خراب موسمی حالات میں بھی کارآمد ثابت ہو سکتا ہے، جیسے کہ جب برف پڑتی ہے، کیونکہ لیڈر برف کے تودے سے ہونے والے انعکاس کے اثرات کو نظر انداز کر سکتا ہے۔ مشین لرننگ الگورتھم کے بغیر ایک کیمرہ برف کے تودے، گیلے لینس یا سخت اشیاء کے درمیان فرق نہیں کر سکتا اور بالآخر ایک مسخ شدہ تصویر لوٹاتا ہے۔
LiDAR میں کیمروں (ایک سیکنڈ کا ہزارواں حصہ) کے مقابلے میں کم نمائش کے اوقات اور شٹر کی رفتار (ایک سیکنڈ کا ملینواں حصہ) بھی ہے، یعنی بارش کے قطروں کا پتہ ایک سے زیادہ پکسلز پر پھیلی ہوئی لکیروں کے طور پر نہیں بلکہ خام شکلوں کے طور پر پایا جاتا ہے۔
چونکہ لیڈر ایک آپٹیکل ڈیوائس ہے، اس لیے اس کی کارکردگی شدید دھند جیسے حالات میں بھی منفی طور پر متاثر ہو سکتی ہے، لیکن یہ اب بھی کیمروں جیسے سینسر سے زیادہ قیمتی ڈیٹا فراہم کرنے کے قابل ہے اور طویل فاصلے پر بھی پتہ لگا سکتا ہے۔

5. Lidar سینسر مہنگے ہیں
ایک وقت تھا جب مارکیٹ میں دستیاب لڈرز ہی گھومنے والے لڈر تھے جو بہت مہنگے اور بھاری ہوتے تھے اور زیادہ مقدار میں تیار نہیں کیے جا سکتے تھے۔ لہٰذا یہ فطری ہے کہ لوگ اب بھی lidar اور اس کی زیادہ قیمت کے بارے میں غلط فہمیاں رکھتے ہیں۔ لیکن MEMS (مائکرو الیکٹرو مکینیکل سسٹمز) lidar کی آمد کے بعد سے، یہ بیان مکمل طور پر بدل گیا ہے۔ MEMS اجزاء سلیکون سے بنے ہوتے ہیں اور پیداوار کے لیے آسانی سے قابل توسیع ہوتے ہیں، جس سے وہ بہت زیادہ لاگت سے موثر ہوتے ہیں۔
سالڈ سٹیٹ LiDAR معیاری اجزاء استعمال کرتا ہے اور اسے باقاعدہ دیکھ بھال کی ضرورت نہیں ہے، اس طرح اخراجات کم ہوتے ہیں۔ حالیہ برسوں میں، ان لیڈر سینسرز کی قیمت ہزاروں ڈالر سے کم ہو کر سینکڑوں ڈالر تک پہنچ گئی ہے، یہ رجحان مستقبل میں بھی جاری رہے گا۔ درحقیقت، درمیانی رینج کے سینسر زیادہ مقدار میں تیار ہونے پر تین ہندسوں کی قیمتوں میں بھی فروخت کیے جا سکتے ہیں۔

یہ lidar ٹیکنالوجی اور اس کے استعمال کے بارے میں کچھ عام غلط فہمیاں ہیں۔ اس سیریز کے دوسرے حصے میں، ہم lidar کے بارے میں مزید غلط فہمیوں کا پردہ فاش کریں گے جنہیں لوگ نظر انداز کر رہے ہیں۔

رابطے کی معلومات:

اگر آپ کے پاس کوئی آئیڈیا ہے تو بلا جھجھک ہم سے بات کریں۔ اس سے کوئی فرق نہیں پڑتا ہے کہ ہمارے گاہک کہاں ہیں اور ہماری ضروریات کیا ہیں، ہم اپنے صارفین کو اعلیٰ معیار، کم قیمتوں اور بہترین سروس فراہم کرنے کے اپنے مقصد کی پیروی کریں گے۔