Che cos’è LiDAR? Come i dispositivi di uso quotidiano utilizzano laser specializzati

• LiDAR, noto anche come Light Detection and Ranging, utilizza i laser per misurare la distanza, la forma e l'orientamento di oggetti 3D.  
• LiDAR sta diventando sempre più comune, apparendo in dispositivi come iPhone 12 Pro, aspirapolvere robot e prototipi di auto a guida autonoma.
• Questi dispositivi utilizzano i laser LiDAR per scansionare l'ambiente circostante, ottenendo un quadro più accurato di come è modellata l'area e quali oggetti sono vicini.

L'elettronica moderna è piena di fotocamere, Bluetooth

e altri sensori meno comuni. LiDAR è uno di questi sensori che ha trovato la sua strada nell'iPhone 12 di Apple, così come in molti robot aspirapolvere e nella maggior parte delle auto a guida autonoma.

LiDAR sta per Light Detection and Ranging ed è come il RADAR ma sostituisce la luce laser al posto delle onde radio. Ed è un sensore sempre più importante nell'elettronica di consumo. 

Cos'è LiDAR e come funziona

Potresti essere consapevole del fatto che RADAR (Radio Detection and Ranging) trasmette onde radio e misura il tempo necessario per ottenere un segnale di ritorno, che fornisce informazioni sulla distanza degli oggetti.

LiDAR funziona più o meno allo stesso modo, misurando il "tempo di volo" (ToF) di un raggio laser per ottenere informazioni sugli oggetti da cui rimbalza il laser. 

Tuttavia, LiDAR ha un grande vantaggio rispetto a RADAR. Poiché la luce ha una lunghezza d'onda molto più corta delle onde radio, è più precisa e può dipingere un'immagine più dettagliata del bersaglio. Ciò significa che LiDAR non misura solo la distanza da qualcosa; può anche dedurre molte informazioni sulla forma dell'oggetto.

Non è tutto; con ping ripetuti, è possibile determinare non solo la direzione del movimento e la velocità, ma anche l'orientamento. Ad esempio, un dispositivo con LiDAR può apprendere dettagli su come stanno girando gli oggetti vicini e se sono rivolti verso o lontano dal dispositivo LiDAR.

LiDAR non è il primo sensore Time of Flight a trovare la sua strada nell'elettronica di consumo. Samsung ha sensori ToF a infrarossi in smartphone come il Galaxy S20+ e il Galaxy S20 Ultra, ad esempio, ma non sono laser, solo raggi infrarossi. I telefoni Galaxy includono anche un'app chiamata Quick Measure che utilizza ToF per stimare le dimensioni e il volume di un oggetto davanti al telefono.

Ma i veri sensori LiDAR come quello dell'iPhone 12 Pro emettono uno schema di laser simile a una griglia invece di un singolo raggio, il che rende LiDAR più preciso e veloce nello sviluppo di un'immagine dell'ambiente.

LiDAR può essere utilizzato per creare un modello virtuale della tua stanza.

Mela

Come viene utilizzato LiDAR nell'elettronica di consumo

Storicamente, LiDAR è uno strumento scientifico che è stato utilizzato in applicazioni come aerei e droni per mappare la superficie della terra. Negli ultimi tempi, il costo dei sensori LiDAR è diminuito e LiDAR si sta facendo strada in dispositivi sempre più orientati al consumatore.

Sebbene l'applicazione generale, lo sviluppo di un quadro dettagliato dell'ambiente locale, sia più o meno la stessa, vari dispositivi utilizzano LiDAR in modo diverso. Ecco le principali applicazioni in uso oggi:

• Smartphone. L'uso principale di LiDAR in smartphone come l'iPhone 12 Pro è la fotografia computazionale, in particolare l'utilizzo delle capacità di rilevamento della profondità di LiDAR per migliorare le modalità foto come i ritratti notturni. Ma LiDAR ha molto potenziale per la realtà aumentata (AR), in cui le immagini generate al computer sono incorporate nell'ambiente del mondo reale (visto attraverso la fotocamera del telefono) sullo schermo del telefono.
• Robot. I robot aspirapolvere utilizzano sempre più LiDAR per la navigazione e per evitare ostacoli. Gli aspirapolvere di marchi come Wyze e Roborock, ad esempio, possono effettivamente identificare i tipi di ostacoli che incontrano (come differenziare una scarpa da un giocattolo per bambini) e aggirarli meglio.
• Auto. Sebbene Tesla attualmente non disponga di sensori LiDAR in nessuna delle sue auto con modalità di guida autonoma, molti altri prototipi di auto a guida autonoma si affidano in parte a LiDAR per mappare il terreno, le strade, le auto e le persone intorno al veicolo.