Co to jest LiDAR? Jak urządzenia codziennego użytku wykorzystują specjalistyczne lasery
- LiDAR, znany również jako Light Detection and Ranging, wykorzystuje lasery do pomiaru odległości, kształtu i orientacji obiektów 3D.
- LiDAR staje się coraz bardziej powszechny, pojawiając się w urządzeniach takich jak iPhone 12 Pro, robotach odkurzających i prototypach autonomicznych samochodów.
- Urządzenia te wykorzystują lasery LiDAR do skanowania otaczającego ich środowiska, uzyskując dokładniejszy obraz kształtu obszaru i obiektów, w których się znajdują.
Nowoczesna elektronika najeżona aparatami, Bluetooth
i inne mniej popularne czujniki. LiDAR to jeden z takich czujników, który znalazł się w iPhonie 12 firmy Apple, a także w wielu robotach odkurzających i większości autonomicznych samochodów.
LiDAR oznacza Light Detection and Ranging i jest jak RADAR, ale zastępuje światło laserowe zamiast fal radiowych. I jest to coraz ważniejszy czujnik w elektronice użytkowej.
Czym jest i jak działa LiDAR
Być może wiesz, że RADAR (Radio Detection and Ranging) przesyła fale radiowe i mierzy czas potrzebny do uzyskania sygnału zwrotnego, który dostarcza informacji o odległości obiektów.
LiDAR działa w podobny sposób, mierząc „Czas przelotu" (ToF) wiązki laserowej, aby uzyskać informacje o obiektach, od których odbija się laser.
LiDAR ma jednak dużą przewagę nad RADAREM. Ponieważ światło ma znacznie krótszą długość fali niż fale radiowe, jest dokładniejsze i może stworzyć bardziej szczegółowy obraz celu. Oznacza to, że LiDAR nie tylko mierzy odległość do czegoś; może również wywnioskować wiele informacji o kształcie obiektu.
To nie wszystko; powtarzając pingi, można określić nie tylko kierunek ruchu i prędkość, ale także orientację. Na przykład urządzenie z LiDAR może poznać szczegóły dotyczące obracania się pobliskich obiektów i tego, czy są zwrócone w kierunku lub od urządzenia LiDAR.
LiDAR nie jest pierwszym czujnikiem czasu lotu, który trafił do elektroniki użytkowej. Samsung ma czujniki podczerwieni ToF w smartfonach takich jak Galaxy S20+ i Galaxy S20 Ultra, ale nie są to lasery, tylko wiązki podczerwieni. Telefony Galaxy zawierają również aplikację o nazwie Quick Measure, która wykorzystuje ToF do oszacowania rozmiaru i objętości obiektu przed telefonem.
Ale prawdziwe czujniki LiDAR, takie jak ten w iPhonie 12 Pro, wysyłają siatkowy wzór laserów, a nie pojedynczą wiązkę, co sprawia, że LiDAR jest dokładniejszy i szybszy w tworzeniu obrazu otoczenia.
LiDAR można wykorzystać do stworzenia wirtualnego modelu Twojego pokoju.
Jabłko
Jak LiDAR jest używany w elektronice użytkowej
Historycznie LiDAR jest instrumentem naukowym, który był używany w aplikacjach takich jak samoloty i drony do mapowania powierzchni Ziemi. W ostatnim czasie koszt czujników LiDAR spadł, a LiDAR trafia do coraz większej liczby urządzeń konsumenckich.
Podczas gdy ogólna aplikacja — tworzenie szczegółowego obrazu środowiska lokalnego — jest mniej więcej taka sama, różne urządzenia używają LiDAR w różny sposób. Oto główne aplikacje używane obecnie:
- Smartfony. Głównym zastosowaniem LiDAR w smartfonach, takich jak iPhone 12 Pro, jest fotografia obliczeniowa — w szczególności wykorzystanie funkcji wykrywania głębi LiDAR w celu ulepszenia trybów fotograficznych, takich jak portrety nocne. Ale LiDAR ma duży potencjał dla rzeczywistości rozszerzonej (AR), w której wizualizacje generowane komputerowo są osadzone w środowisku rzeczywistym (widzianym przez kamerę telefonu) na ekranie telefonu.
- Roboty. Roboty odkurzające coraz częściej wykorzystują LiDAR do nawigacji i omijania przeszkód. Na przykład odkurzacze marek takich jak Wyze i Roborock mogą faktycznie identyfikować rodzaje napotykanych przeszkód (takich jak odróżnienie buta od dziecięcej zabawki) i lepiej poruszać się po nich.
- Samochody. Podczas gdy Tesla obecnie nie posiada czujników LiDAR w żadnym ze swoich samochodów z trybami autonomicznej jazdy, wiele innych prototypowych samojezdnych samochodów częściowo polega na LiDAR do mapowania terenu, dróg, samochodów i ludzi wokół pojazdu.