Aplikasi Teknologi LiDAR untuk Monitoring Kendaraan di Jalan Raya dalam Berbagai Skenario

Teknologi LiDAR atau Light Detection and Ranging adalah sebuah sistem penginderaan jarak jauh yang menggunakan cahaya laser untuk mengukur jarak dan parameter lainnya dari objek yang terdeteksi. Teknologi ini telah banyak digunakan dalam berbagai bidang, seperti meteorologi, eksplorasi ruang angkasa, arkeologi, geologi, dan lain-lain. Salah satu aplikasi yang menarik dari teknologi LiDAR adalah untuk monitoring kendaraan di jalan raya.

Monitoring kendaraan di jalan raya adalah sebuah kegiatan yang penting untuk meningkatkan keselamatan, efisiensi, dan kenyamanan pengguna jalan. Dengan monitoring kendaraan, kita dapat mengetahui posisi, kecepatan, arah, dan perilaku dari kendaraan yang bergerak di jalan raya. Monitoring kendaraan juga dapat membantu mengatur lalu lintas, mengurangi kemacetan, menghindari kecelakaan, dan mengoptimalkan penggunaan sumber daya.

Teknologi LiDAR dapat memberikan informasi yang akurat dan real-time tentang kendaraan di jalan raya dengan cara mengirimkan pulsa cahaya laser ke objek dan menerima cahaya yang dipantulkan kembali. Dengan menghitung waktu tempuh dan sudut pantulan cahaya, sistem LiDAR dapat menghitung jarak, arah, dan kecepatan objek. Selain itu, teknologi LiDAR juga dapat mengenali bentuk, ukuran, dan jenis objek dengan menganalisis spektrum cahaya yang dipantulkan.

LeiShen Intelligent System Co, Ltd sendiri merupakan salah satu perusahaan terdepan yang berfokus untuk memproduksi sensor - sensor LiDAR untuk pengaplikasian pada sistem monitoring jalan raya dan autonomous vehicle. Perusahaan yang memiliki slogan "Make Driving Safer, Machines Smarter, and Life Better" ini sejak tahun 2015 terus melakukan riset dan berinovasi untuk menciptakan sensor LiDAR dengan performa tinggi. Beberapa seri sensor yang memang dikhususkan untuk aplikasi diatas adalah HS Series (Fast Scanning LiDAR) dan Multi-line Mechanical LiDAR. Sensor - sensor memiliki kemampuan scanning yang sangat cepat sehingga sangat cocok untuk melakukan pemindaian instan pada kendaraan yang lalu lalang di jalan raya. Bahkan untuk HS series, ia dapat melakukan pemindaian 3D secara instan pada kendaraan yang lewat di jalan tol dengan kecepatan 120 km/jam sekalipun dan mengklarifikasi apakah kendaraan yang lewat tersebut berupa truk, mobil sedan, mobil van, dan sebagainya secara cepat dan akurat. Penasaran mengenai skenario apa saja yang dapat dilakukan oleh teknologi LiDAR ini? Mari kita simak penjabarannya pada pembahasan di bawah ini, namun sebelum itu mari kita berkenalan sejenak dengan sensor LiDAR dari LeiShen untuk mendapatkan gambaran mengenai bentuk dan cara kerjanya.

Berkenalan Dengan Sensor LS LiDAR

LeiShen sebenarnya memiliki cukup banyak sensor LiDAR untuk berbagai aplikasi, seperti Hybrid Solid State LiDAR, Fast Scanning LiDAR, Multi-line Mechanical LiDAR, 2D LiDAR, dan Single Point LiDAR. Namun pada pembahasan kali ini kita akan berfokus pada Fast Scanning LiDAR dan Multi-line Mechanical LiDAR, karena dua seri tersebut adalah yang paling cocok untuk aplikasi monitoring kendaraan di jalan raya. 

• Multi-line Mechanical LiDAR

Merupakan seri sensor LiDAR yang mengandalkan gerak putar mekanik dari motor secara 360 derajat pada modul transmitter maupun emitternya untuk menghasilkan pemindaian dari suatu area atau objek. Cara kerjanya sederhana, modul transmitter akan mengirimkan garis cahaya laser pada frekuensi tertentu kemudian motor akan memutar modul tersebut secara terus menerus, sehingga menciptakan banyak pantulan gelombang laser yang kemudian diterima oleh modul receiver.

Pantulan gelombang laser vertikal yang diputar secara cepat dan terus menerus akan menciptakan pola / bentuk lekukan dari objek yang menjadi media pantulan laser. Pola tersebut nantinya akan diolah oleh algoritma untuk dapat diproses menjadi bentuk pemetaan dari suatu area ataupun objek yang siap digunakan untuk berbagai keperluan.

Untuk pilihan Multi-line Mechanical LiDAR yang cocok untuk aplikasi monitoring kendaraan yaitu tipe LS LiDAR 16 dan LS LiDAR 32. Berikut tabel perbandingan spesifikasi dari kedua sensor tersebut: 

• Fast Scanning LiDAR

Selain Multi-line Mechanical LiDAR, LeiShen juga memiliki sensor Fast Scanning LiDAR yaitu LS LiDAR HS1. LS LiDAR HS1 adalah sensor LiDAR berkualitas tinggi yang mampu mendeteksi objek dengan sangat cepat dan akurat. Sensor ini menggunakan gelombang laser 905 nm yang aman bagi mata manusia dan memiliki jangkauan deteksi hingga 100 meter dengan akurasi ±2 cm. LiDAR ini juga memiliki frekuensi pemindaian hingga 200 Hz, yang memungkinkan untuk melacak objek bergerak cepat secara real-time dan mengukur kontur kendaraan dengan tepat bahkan bagi kendaraan yang melaju dengan kecepatan 120 km/jam sekalipun. Produk ini sejatinya memang dari awal sudah didesain secara spesial untuk keperluan pemantauan lalu lintas kendaraan, bahkan produk ini merupakan sensor LiDAR domestik pertama yang mendapatkan sertifikat resmi dari Kementerian Keamanan Publik Cina. Untuk spesifikasi lengkapnya bisa dicek pada tabel di bawah ini:

Skenario Penggunaan LiDAR dalam Sistem Transportasi

1. Robot Sistem Parkir Otomatis

Merupakan suatu sistem parkir cerdas dimana mengkombinasikan antara teknologi artificial intelligence (AI), Internet of Things (IoT), dan LiDAR untuk mengelola lahan parkir menjadi efisien. Cara kerjanya kamera atau sensor LiDAR akan mendeteksi area parkir mana yang kosong, kemudian jika ada mobil yang terparkir tidak pada tempatnya maka sistem AI akan memerintahkan robot pemindah kendaraan untuk memindah kendaraan tersebut sesuai dengan tempat yang telah ditentukan. Sistem ini sudah banyak diterapkan di beberapa kota besar di Cina seperti di Shenzhen, Beijing, dan Guangzhou.

2. Sistem Pengenalan Objek Pada Rel Kereta Api 

Merupakan sistem pengamanan yang akan mendeteksi adanya objek asing yang berada di area rel kereta api. Sistem ini akan memberikan peringatan kepada stasiun atau kereta terdekat ketika ada objek asing yang berada di area perlintasan kereta, misalnya seperti hewan, manusia, pohon tumbang, batu dari longsoran gunung, dan sebagainya sehingga masinis dapat mempersiapkan langkah pencegahan untuk meminimalisir kecelakaan akibat benda asing tersebut.

3. Sistem Navigasi Kendaraan Otonom 

Multi-line Mechanical LiDAR seperti LS LiDAR C16 dan C32 sangat ideal untuk aplikasi ini. Dengan metode pemindaian 360 derajat dan radius pemindaian yang jauh yaitu hingga 200 meter membuat sensor ini dapat diandalkan sebagai "mata" pada kendaraan otonom, sehingga kendaraan secara otomatis dapat mengenali dan menghindari objek penghalang maupun kendaraan di sekitarnya.

4. Sistem Identifikasi Kendaraan Di Jalan Tol 

Jalan tol di Indonesia umumnya memiliki batas kecepatan minimum 60 km/jam. Hal ini berarti setiap kendaraan yang melintas di jalan tol wajib melaju di atas kecepatan tersebut. Hal ini tentunya menjadi tantangan tersendiri bagi pengelola jalan tol dalam aktivitas pemantauan lalu lintas, pasalnya dengan kecepatan kendaraan yang setinggi itu dan tuntutan untuk melakukan monitoring lalu lintas secara cepat dan akurat tentu dibutuhkan alat yang teruji performanya. Salah satu teknologi yang dapat digunakan adalah LiDAR.

Dari hasil uji lapangan, sensor LiDAR dari LeiShen yang bertipe fast scanning LiDAR (HS Series) mampu melakukan tugas ini dengan sangat baik. Dengan kemampuan pemindaian cepat, akurasi 2 cm, dan refresh rate 200 Hz membuat sensor ini sangat dapat diandalkan untuk memindai kendaraan yang lewat bahkan meskipun kecepatan kendaraan tersebut 120 km/jam. Data yang dihasilkan dari pemindaian sensor ini berupa citra tiga dimensi dari kendaraan yang melintas. Nantinya data citra 3D ini dapat diolah lebih lanjut untuk berbagai keperluan, mulai dari menghitung jumlah kendaraan, menentukan jenis kendaraan yang lewat, menentukan tinggi kendaraan, hingga mendeteksi volume muatan kendaraan yang berpotensi melanggar peraturan.

Kelebihan dan Kekurangan Teknologi LiDAR

Kelebihan LiDAR untuk sistem pemantauan lalu lintas:

• LiDAR dapat menghasilkan data spasial yang akurat, detail, dan beresolusi tinggi tentang kondisi jalan, kendaraan, dan pejalan kaki.
• LiDAR dapat bekerja pada berbagai kondisi cuaca dan pencahayaan, karena menggunakan sumber energi sendiri dan tidak bergantung pada cahaya matahari.
• LiDAR dapat mendeteksi objek-objek yang sulit terlihat oleh kamera, seperti pohon, tiang, rambu, dan sebagainya.
• LiDAR dapat mengurangi distorsi dan kesalahan pengukuran yang disebabkan oleh sudut pandang kamera atau refleksi cahaya.

Kekurangan LiDAR untuk sistem pemantauan lalu lintas:

• LiDAR memiliki biaya yang lebih tinggi daripada kamera, karena membutuhkan peralatan yang lebih canggih dan mahal.
• LiDAR tidak dapat menghasilkan data visual yang mudah dipahami oleh manusia, seperti warna, bentuk, dan tekstur objek.
• LiDAR tidak dapat bekerja dengan baik jika terhalang oleh awan, kabut, atau objek-objek basah, karena gelombang laser akan diserap atau dipantulkan oleh partikel air.
• LiDAR membutuhkan kalibrasi dan pemrosesan data yang lebih rumit daripada kamera, karena harus menghitung jarak, sudut, dan intensitas gelombang laser.

Tertarik dengan LiDAR? Teman - teman dapat memperoleh info lebih lanjutnya pada link di bawah ini: 

1. LS LiDAR C32
2. LS LiDAR C16
3. LS LiDAR M10 Pro
4. LS LiDAR CH128X1
5. LS LiDAR CH32
6. LS LiDAR HS Series

Semoga Bermanfaat!!!