Was ist LiDAR? Wie alltägliche Geräte spezialisierte Laser verwenden

• LiDAR, auch bekannt als Light Detection and Ranging, verwendet Laser, um die Entfernung, Form und Ausrichtung von 3D-Objekten zu messen.  
• LiDAR wird immer häufiger und taucht in Geräten wie dem iPhone 12 Pro, Roboterstaubsaugern und Prototypen von selbstfahrenden Autos auf.
• Diese Geräte verwenden LiDAR-Laser, um die Umgebung um sie herum zu scannen und ein genaueres Bild davon zu erhalten, wie der Bereich geformt ist und welche Objekte sich in der Nähe befinden.

Moderne Elektronik strotzt vor Kameras, Bluetooth

, und andere weniger gebräuchliche Sensoren. LiDAR ist ein solcher Sensor, der seinen Weg in Apples iPhone 12 sowie in viele Roboterstaubsauger und die meisten selbstfahrenden Autos gefunden hat.

LiDAR steht für Light Detection and Ranging und ist wie RADAR, ersetzt aber Funkwellen durch Laserlicht. Und es ist ein zunehmend wichtiger Sensor in der Unterhaltungselektronik. 

Was LiDAR ist und wie es funktioniert

Sie wissen vielleicht, dass RADAR (Radio Detection and Ranging) Funkwellen sendet und die Zeit misst, die benötigt wird, um ein Rücksignal zu erhalten, das Informationen darüber liefert, wie weit Objekte entfernt sind.

LiDAR funktioniert ähnlich und misst die „Flugzeit” (ToF) eines Laserstrahls, um Informationen über Objekte zu erhalten, von denen der Laser abprallt. 

LiDAR hat jedoch einen großen Vorteil gegenüber RADAR. Da Licht eine viel kürzere Wellenlänge als Radiowellen hat, ist es genauer und kann ein detaillierteres Bild des Ziels zeichnen. Das bedeutet, dass LiDAR nicht nur die Entfernung zu etwas misst; Es kann auch viele Informationen über die Form des Objekts ableiten.

Das ist nicht alles; durch wiederholtes Ping kann nicht nur seine Bewegungsrichtung und -geschwindigkeit, sondern auch seine Ausrichtung bestimmt werden. Beispielsweise kann ein Gerät mit LiDAR Details darüber erfahren, wie sich Objekte in der Nähe drehen und ob sie zum LiDAR-Gerät hin oder von ihm weg zeigen.

LiDAR ist nicht der erste Time-of-Flight-Sensor, der seinen Weg in die Unterhaltungselektronik findet. Samsung hat beispielsweise Infrarot-ToF-Sensoren in Smartphones wie dem Galaxy S20+ und dem Galaxy S20 Ultra, aber das sind keine Laser, sondern nur Infrarotstrahlen. Die Galaxy-Telefone enthalten auch eine App namens Quick Measure, die ToF verwendet, um die Größe und das Volumen eines Objekts vor dem Telefon zu schätzen.

Aber echte LiDAR-Sensoren wie der im iPhone 12 Pro senden ein gitterartiges Lasermuster im Gegensatz zu einem einzelnen Strahl aus, wodurch LiDAR genauer und schneller ein Bild der Umgebung entwickelt.

LiDAR kann verwendet werden, um ein virtuelles Modell Ihres Raums zu erstellen.

Apfel

Wie LiDAR in der Unterhaltungselektronik eingesetzt wird

Historisch gesehen ist LiDAR ein wissenschaftliches Instrument, das in Anwendungen wie Flugzeugen und Drohnen verwendet wurde, um die Erdoberfläche zu kartieren. In letzter Zeit sind die Kosten für LiDAR-Sensoren gesunken und LiDAR findet seinen Weg in immer mehr verbraucherorientierte Geräte.

Während die allgemeine Anwendung – die Entwicklung eines detaillierten Bildes der lokalen Umgebung – ungefähr gleich ist, verwenden verschiedene Geräte LiDAR unterschiedlich. Hier sind die wichtigsten Anwendungen, die heute verwendet werden:

• Smartphones. Die Hauptanwendung für LiDAR in Smartphones wie dem iPhone 12 Pro ist die Computerfotografie – insbesondere die Verwendung der Tiefenerkennungsfunktionen von LiDAR, um Fotomodi wie Nachtporträts zu verbessern. Aber LiDAR hat viel Potenzial für Augmented Reality (AR), bei der computergenerierte Bilder in die reale Umgebung (wie durch die Kamera des Telefons gesehen) auf dem Telefonbildschirm eingebettet werden.
• Roboter. Saugroboter nutzen zunehmend LiDAR zur Navigation und Hindernisvermeidung. Staubsauger von Marken wie Wyze und Roborock können zum Beispiel die Art von Hindernissen, auf die sie stoßen, tatsächlich erkennen (z. B. einen Schuh von einem Kinderspielzeug unterscheiden) und besser um sie herum navigieren.
• Autos. Während Tesla derzeit in keinem seiner Autos mit Selbstfahrmodus LiDAR-Sensoren einsetzt, verlassen sich viele andere Prototypen selbstfahrender Autos teilweise auf LiDAR, um Gelände, Straßen, Autos und Personen rund um das Fahrzeug abzubilden.