LIDAR（ライダー）」という言葉を耳にすることがあると思います。具体的には、新世代**の多くがLIDARの機能をアピールしています。

次回のスマートフォン**購入時にLIDAR技術を組み込むかどうか、また、LIDAR技術について知っておくことは、今後のスマートフォン購入の参考になります。

LiDAR（ライダー）は何ですか？

ご覧になっているソースコードによっては、「LiDAR」と大文字と小文字の組み合わせで、すべて大文字のものから、大文字なしのものまで、様々な表記がされています。ただし、これは大文字で、"Light Detection and Ranging "の略です。

光検出測距とは、LIDARセンサーと最も近い物体や平面との距離の差をパルス光で検出する方法である。LIDARセンサーは、LIDAR、LIDARスキャナー、GPSユニットで構成されています。航空LiDARの場合、追加のデバイスが車両の角度と速度に影響を与えます。

レーザーは光線を発射し、対象物から反射して戻ってくる。そして、その反射光をスキャナで集光する。この情報は、ライダー検出器自身の位置を記録しているGPSユニットの読み取り値とリンクしています。

基本的な数学的計算は、レーザーからLIDARスキャナーに信号が戻ってくるまでの時間に光速をかけることである。これは、光がスキャナから対象物まで往復するため、スキャナから対象物または平面までの実際の距離の2倍を移動距離として、この数値を2で割っています。

ライダー使用例は何ですか？

用途に応じて、この式の個々のデータ点を利用することもできるし、データ点全体を「点群」としてまとめて利用することもできる。これらのデータ点セットを使って、地図や物体の3D画像を作成することができます。

モバイルLiDARアプリケーション

最も基本的なLiDARアプリケーションでは、これらの場所のいずれかから1つのデータポイントを必要とする場合があります。例えば、LiDARに対応したApple端末の「計測」アプリは、1つのLiDARデータの読み取り値から距離を判断することができます。さらに読み取ったデータを使って、身長などを割り出すことも可能です。

また、LiDARデータは、物理的な物体のデジタルコピーを作成したり、拡張現実アプリケーションでデジタルモデルをより現実的にするために使用することもできます。周囲の奥行きを読み取り、それに応じたデジタルモデルを配置することは、アップルのARKit対応デバイスの大きなセールスポイントです。

ライダー以外の機器については、すでにレーダーアプリがあるのは事実です。しかし、ARの要素はユーザーのカメラの前に置かれるだけであることが多い。これらの要素を画面に近づけたり遠ざけたりすることは難しく、カメラとその要素の間に何かが動くと、イリュージョンが台無しになってしまいます。

物理オブジェクトの背後にAR要素を配置したり、カメラとAR要素が現れるべき場所の間に物理オブジェクトを出現させる機能を「オブジェクトオクルージョン」と呼びます。モバイル端末が奥行きを確実に把握する方法を持たなければ、オブジェクトの隠蔽は不可能である。

マスキングの主な用途としては、よりインタラクティブなARの試み、より面白いInstagramのフィルター、より没入感のあるARゲームなどが挙げられます。もちろん、これらはスマート**でできるLIDARのアプリにすぎません。LiDARのアプリは、ちょっと大きめのものが多いんです。

大規模LiDARアプリケーション

また、LiDARデータは、ヘリコプターや航空機、さらには人工衛星でも収集することができます。米国海洋大気庁などの機関は、この情報をもとに詳細で精度の高い地形図を作成している。これらの地図は、生物学、地球科学、気象学、建築学、災害支援などに利用できます。

さらに、LIDARは対象物との距離だけを検知するわけではありません。光は異なる密度の物体を通過することができるため、ライダーは物体や地形の組成をよりよく理解するために使用することができます。

LIDARは、人間が見ることのできないものを見ることもでき、NOAAやNational Ecological Observation Networkなどの組織では、水中や植生の下の領域をマッピングするためにこのデータを使用しています。

また、考古学におけるLIDARマッピングの活用も大きく推進されています。LiDARはさまざまな物質を「透視」することができるため、すでに密林や海の波の下にある失われた歴史的遺跡の発見につながっている。

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実は、LiDARには2つの種類があるんです。地形ライダーは、これまで述べてきたほとんどの用途でより一般的なタイプである。水深測定用ライダーも原理は同じですが、近赤外線の代わりに緑色の光を使い、水中を透過するように特別に設計されています。

デプスセンシングの使用方法

自分のLiDARに興味があれば iPad Pro 12.9インチ（第4世代以降）、iPad Pro 11インチ（第2世代以降）、iPhone 12 Pro、iPhone 12 Pro MaxにLiDARが搭載され、Samsung Galaxy S20 UltraにもLiDARが搭載されています。

ライダースキャナーを購入することもできます。シングルポイントのモデルは100ドル未満で、より強力なモデルは数千ドルに達します。

Androidユーザーは、この時点で取り残されたような気分になるかもしれません。実際、AndroidのARCoreは、AppleのLIDARの提供には対応していない。しかし、GoogleはLIDARシステムではなく、カメラなどのセンサーを使って深度やオクルージョンを提供する深度APIを発表している。

Depth-APIは、少なくとも初期バージョンでは、LiDARと同等の効果が得られるかどうか疑問の余地がありますが、消費者には低コストで同等の効果を約束するものです。Galaxy Note 10+とGalaxy S20 Ultraから、APIが搭載される予定です**。

宇宙技術におけるLiDARの未来

現在、LiDARのユースケースは限られているように見えますが、今後数十年の間に最も重要な技術のひとつになる可能性があります。宇宙技術の普及と高性能化に伴い、物体を正確にモデル化し、空間をマッピングする能力がますます重要になります。

考古学者がLIDARを使って忘れられた都市を発見することを望んでいるように、Zenko Cityのように既存の都市のデジタルマップを探し、将来的には複合現実感メガネから自動運転車まであらゆるものの動力源になることを目指しています。

あなたの生活にLIDARの使い道はありますか？

ライダーは、見た目もクレイジーだし、音ももっとクレイジーです。コンシューマー分野に参入したばかりなので、当然ながら耳慣れない言葉で語られます。しかし、この技術は実はかなり以前から存在していた。

LIDAR技術の用途は様々ですが、その核となるのは機器から対象物までの距離を求めることです。ほとんどのユーザーは、ソーシャルメディアのフィルターにしか使っていないのではないでしょうか。でも、理解しておいて損はないですよ。

写真提供：アップル