Garmin Z82 黑科技搭上火星,NASA 無人直升機創新號

首先恭喜創新號成功在 6:15am ET (10:15am UTC) 進行首飛。當NASA無人直升機創新號在火星上進行首次動力控制飛行時,Garmin LIDAR-Lite v3 光學測距感測器在當中協助測量直升機的飛行高度。

NASA透過創新號嘗試在外星球上的首次動力控制飛行,這場歷史性任務將借助 Garmin 科技。創新號搭載於火星2020毅力號探測車機腹,2021年2月18號隨著毅力號安全降落火星耶澤羅撞擊坑。創新號接下來的任務清單包括安全從探測車脫離、於火星地表著陸、透過太陽能充電、與地球飛行控制人員建立通訊、展開旋翼葉片,最後升空並進行首次自主飛行。

而當創新號在火星上自主飛行的時候,Garmin LIDAR-Lite v3 科技將測量直升機與火星地面的距離。創新號的目標飛行高度是距離火星地表15英尺(5公尺)並持續達90秒。比較一下數據,要知道火星的大氣濃度不到地球1%,而當年萊特兄弟在地球上的首次飛行只持續短短12秒。

創新號在地球上的重量是4磅(1.8公斤),到了火星重量變成1.5磅(0.68公斤),旋翼葉片則總長4英尺(1.2公尺)。這代表小巧又具有高性能的LIDAR-Lite v3能作為創新號完美的測距感測器。

我們請到協助開發LIDAR-Lite v3的 Garmin設計工程師鮑伯‧路易斯(Bob Lewis)跟大家分享,選用這項科技能為重要的火星任務帶來什麼優勢。

什麼是LIDAR-Lite裝置?如何運作?

LIDAR-Lite模組是一種高度計,透過投射至地面的紅外線脈衝測量直升機與地面的距離。紅外線反射回來後,裝置就能測量出光束從直升機發射出去到地面後再反射回來的時間。火星上的直升機因為在低密度大氣中運作,本身無法乘載過多重量,而LIDAR-Lite 非常輕,因此火星任務選用Garmin LIDAR-Lite裝置。

那在地球上,LIDAR-Lite有什麼用途?

LIDAR-Lite在多種用途當中被用來測量距離,一般可測量最多約40公尺,而且準確度相當高,誤差小於1英吋(2.54公分),因此在許多領域都很能派上用場。LIDAR-Lite大量使用於無人機,作為測量機身離地高度的高度計。另外也應用在部分機器人上,用來掃描像是房間這樣的空間。作為一種光學系統,LIDAR-Lite的特性之一是它發射出高度聚焦的光束,以至於光束不會過於分散,可以讓你透過在地面上的360度掃描獲取一間房間的空間地圖。但無論你想要在什麼情況下準確測量一段距離同時享有較高的資訊更新頻率,LIDAR-Lite就可以應用於相關的系統中,提供系統導航所需的資訊。

如果更新頻率低就無法快速移動。LIDAR-Lite可以提供每秒周數達數百次的更新頻率。

Garmin是否還有其他產品使用LIDAR-Lite技術?

事實上,Garmin有其他多種產品使用LIDAR-Lite。在NASA的案例中,我猜測LIDAR-Lite的主要用途是測量直升機離地距離,但如果將離地距離資訊和機上的攝影機系統結合,其實就能用來導航。Garmin手持式高爾夫球測距儀Approach® Z82就搭載這樣的技術。另外,射箭產品Xero® A1i Bow SightXero X1i® Crossbow Scope能測量目標距離,並且能根據使用者當下位置計算箭身的下墜幅度。假設你距離目標50碼,箭身在射中目標前會下墜不少,LIDAR-Lite能提供你一個新的瞄準位置以彌補距離造成的阻力。LIDAR-Lite能應用於各種特殊用途。

想要一起關注這場歷史性的火星任務嗎?你可以從這裡追蹤NASA創新號的里程碑。