Що таке LiDAR? Як повсякденні пристрої використовують спеціалізовані лазери

• LiDAR, також відомий як виявлення та визначення дальності світла, використовує лазери для вимірювання відстані, форми та орієнтації тривимірних об'єктів.  
• LiDAR стає все більш поширеним, з’являється в таких пристроях, як iPhone 12 Pro, роботи-пилососи та прототипи самокерованих автомобілів.
• Ці пристрої використовують лазери LiDAR, щоб сканувати навколишнє середовище, отримуючи більш точне уявлення про форму території та об’єкти поблизу.

Сучасна електроніка щетиниться камерами, Bluetooth

, та інші менш поширені датчики. LiDAR — один із таких датчиків, який знайшов свій шлях у iPhone 12 від Apple, а також у багатьох роботах-пилососах та більшості самокерованих автомобілів.

LiDAR означає виявлення і визначення дальності світла і схожий на RADAR, але замінює лазерне світло замість радіохвиль. І це все більш важливий датчик у побутовій електроніці. 

Що таке LiDAR і як він працює

Можливо, ви знаєте, що RADAR (Радіовиявлення та визначення дальності) передає радіохвилі та вимірює час, необхідний для отримання зворотного сигналу, який надає інформацію про те, наскільки віддалені об’єкти.

LiDAR працює приблизно так само, вимірюючи «час польоту» (ToF) лазерного променя, щоб отримати інформацію про об’єкти, від яких лазер відбивається. 

Однак LiDAR має велику перевагу над RADAR. Оскільки світло має набагато меншу довжину хвилі, ніж радіохвилі, воно точніше і може намалювати більш детальну картину цілі. Це означає, що LiDAR не просто вимірює відстань до чогось; він також може отримати багато інформації про форму об'єкта.

Це ще не все; за допомогою повторюваних пінгів можна визначити не тільки напрямок його руху та швидкість, а й орієнтацію. Наприклад, пристрій з LiDAR може дізнатися подробиці про те, як обертаються об’єкти поблизу та чи повернуті вони до пристрою LiDAR чи від нього.

LiDAR – це не перший датчик часу польоту, який знайшов свій шлях у побутовій електроніці. Samsung має інфрачервоні датчики ToF в таких смартфонах, як Galaxy S20+ і Galaxy S20 Ultra, наприклад, але це не лазери, а лише інфрачервоні промені. Телефони Galaxy також містять програму під назвою Quick Measure, яка використовує ToF для оцінки розміру та об’єму об’єкта перед телефоном.

Але справжні датчики LiDAR, подібні до того, що є в iPhone 12 Pro, надсилають сітку з лазерів, а не один промінь, що робить LiDAR точнішим і швидшим у створенні зображення навколишнього середовища.

LiDAR можна використовувати для створення віртуальної моделі вашої кімнати.

яблуко

Як LiDAR використовується в побутовій електроніці

Історично LiDAR – це науковий інструмент, який використовувався в таких програмах, як літаки та дрони, для картографування поверхні землі. Останнім часом вартість датчиків LiDAR знизилася, і LiDAR знаходить свій шлях до все більшої кількості пристроїв, орієнтованих на споживача.

Хоча загальне застосування — розробка детальної картини локального середовища — приблизно однакове, різні пристрої використовують LiDAR по-різному. Ось основні програми, які використовуються сьогодні:

• Смартфони. Основне використання LiDAR у таких смартфонах, як iPhone 12 Pro, — це комп’ютерна фотографія, зокрема, використання можливостей датчика глибини LiDAR для покращення режимів фото, як-от нічних портретів. Але LiDAR має великий потенціал для доповненої реальності (AR), в якій створені комп’ютером візуальні зображення вбудовуються в реальне середовище (як видно через камеру телефону) на екрані телефону.
• Роботи. Роботи-пилососи все частіше використовують LiDAR для навігації та уникнення перешкод. Пилососи від таких брендів, як Wyze і Roborock, наприклад, можуть насправді визначити типи перешкод, з якими вони стикаються (наприклад, відрізнити взуття від дитячої іграшки) і краще орієнтуватися навколо них.
• Автомобілі. Хоча Tesla наразі не має датчиків LiDAR в жодному зі своїх автомобілів з режимами автономного керування, багато інших прототипів самокерованих автомобілів частково покладаються на LiDAR для картування місцевості, доріг, автомобілів і людей навколо автомобіля.