什麼是鐳射雷達?它是如何工作的?

在找新的智慧手機嗎?想要最好的功能?那麼,你可能需要考慮一款帶鐳射雷達的智慧手機。...

在這樣或那樣的背景下,您可能會遇到“鐳射雷達”這一術語的多種形式之一。具體來說,許多新一代的**都在兜售他們的鐳射雷達功能。

apple iphone 12 pro lidar feature

無論你是在決定是否應該將鐳射雷達技術納入下一次購買智慧**的考慮因素,還是隻是想成為談話的一部分,花時間瞭解這項即將到來的技術都是值得的。

什麼是鐳射雷達(lidar)?

根據您正在檢視的原始碼,您可能會看到“LiDAR”用大小寫字母的任意組合表示,從全大寫到無大寫。然而,它是大寫的,它代表“光探測和測距”

光探測和測距是一種利用脈衝光探測鐳射雷達感測器與最近物體或平面之間距離差異的方法。鐳射雷達感測器由鐳射雷達、鐳射雷達掃描器和GPS裝置組成。對於航空鐳射雷達,一個附加的裝置會影響飛行器的角度和速度。

鐳射發出一束光,從物體上反射回來。反射光然後被掃描器收集。然後將這些資訊與GPS裝置的讀數聯絡起來,GPS裝置正在記錄鐳射雷達探測器本身的位置。

基本的數學計算方法是將訊號從鐳射器傳回鐳射雷達掃描器所需的時間乘以光速。這個數字被二除,因為光線必須從掃描器到物體再回來,所以它經過的總距離是掃描器到物體或平面的實際距離的兩倍。

什麼是鐳射雷達用於(lidar used for)?

根據應用程式的不同,可以使用此公式中的單個數據點,也可以在“點雲”中一起使用整個資料點集。這些資料點集可用於建立地圖或物件的三維影象。

移動鐳射雷達應用

iPhone 12 Pro Camera Lens

一些最基本的鐳射雷達應用程式可能需要一個來自上述位置的單個數據點。例如,在啟用LiDAR的蘋果裝置上的Measure應用程式可以使用單個LiDAR資料讀取來確定距離。它還可以使用更多的閱讀資料來完成諸如確定一個人身高的事情。

鐳射雷達資料還可用於建立物理物件的數字副本,或使數字模型在增強現實應用中更加可信。使用讀數來感知使用者周圍環境的深度,並相應地放置數字模型,是蘋果在其支援ARKit的裝置中的一個主要賣點。

對於非鐳射雷達裝置來說,確實已經有了雷達應用程式。然而,AR元素通常只是簡單地放在使用者的相機前面。將這些元素移近或移離螢幕可能很困難,如果有任何東西在相機和元素應該在的位置之間移動,就會破壞幻覺。

將AR元素放置在物理物件後面的能力,或者允許物理物件出現在相機和AR元素應該出現的位置之間的能力被稱為“物件遮擋”。如果移動裝置沒有可靠的方法來理解深度,物件遮擋是不可能實現的。

遮擋的一些主要用途包括更多的互動AR嘗試、更有趣的Instagram過濾器和更多沉浸式AR遊戲。當然,這些只是你可以在智慧**上做的鐳射雷達應用程式。大多數鐳射雷達應用程式都有點大。

大規模鐳射雷達應用

Aerial LiDAR Scanning can be done with helicopters, planes, drones, or satelites.

鐳射雷達資料也可以由直升機、飛機甚至衛星收集。像美國國家海洋和大氣管理局這樣的組織使用這種資訊來建立詳細和高度精確的地形圖。這些地圖可用於生物學、地球和氣象科學、建築和災害援助。

此外,鐳射雷達不只是探測物體有多遠。由於光可以穿過不同密度的物體,鐳射雷達可以用來更好地瞭解物體和地形的組成。

有時,鐳射雷達甚至可以讓我們看到我們無法看到的物體。NOAA和國家生態觀測網等組織利用這些資料繪製水下甚至植被下的區域。

在考古學中使用鐳射雷達測繪也有巨大的推動力。鐳射雷達“看穿”不同材料的能力已經導致在茂密的森林或海浪下發現了丟失的歷史遺蹟。

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實際上有兩種不同型別的鐳射雷達。地形鐳射雷達是目前討論的大多數應用中比較常見的一種。測深鐳射雷達的工作原理與此類似,但它使用綠光代替近紅外光,並且專門用於穿透水。

如何使用深度感應

samsung s20 ultra camera close up

如果你對自己的LiDAR有興趣的話,你可以。LiDAR配備了iPad Pro 12.9英寸(第4代及更高版本)、iPad Pro 11英寸(第2代及更高版本)、iPhone 12 Pro和iPhone 12 Pro Max,三星Galaxy S20 Ultra上也有一種LiDAR。

你也可以購買鐳射雷達掃描器。單點模型的價格可能低於100美元,更強大的模型將達到數千美元。

Android使用者此時可能會感到被冷落。的確,Android的ARCore並沒有對蘋果的鐳射雷達產品做出迴應。然而,谷歌宣佈了一個深度API,它使用相機和其他感測器而不是鐳射雷達系統來提供深度和遮擋。

儘管人們對Depth-API能否像LiDAR一樣有效還有懷疑的餘地,至少在早期版本中是這樣,但它確實以較低的成本向消費者做出了許多相同的承諾。從Galaxy Note 10+和Galaxy S20 Ultra開始,該API將包含在**上。

鐳射雷達在空間技術的未來

雖然鐳射雷達現在的使用案例似乎有限,但它可能是未來幾十年最重要的技術之一。隨著空間技術變得越來越普遍和越來越強大,精確建模物件和地圖空間的能力變得越來越重要。

就像考古學家希望利用鐳射雷達發現被遺忘的城市一樣,像增廣城市他們正在尋找現有城市的數字地圖,有朝一日將有助於為從混合現實眼鏡到自動駕駛汽車的一切事物提供動力。

你的生活中有鐳射雷達的用途嗎?

鐳射雷達看起來很瘋狂,聽起來更瘋狂。因為它剛剛進入消費領域,人們自然會以陌生的方式談論它。然而,這項技術實際上已經存在了相當長的一段時間。

雖然鐳射雷達技術的應用可能是多種多樣的,但它的核心是確定從裝置到物體的距離。大多數使用者可能只是在社交媒體過濾器中使用它。但理解它並沒有壞處。

圖片來源:蘋果

  • 發表於 2021-03-29 16:49
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