Τεχνολογία αισθητήρα Lidar του παρελθόντος που προέρχεται από το μέλλον, τι μπορεί να κάνει τώρα;

Τόσο το iPhone 12 Pro όσο και το iPad Pro 2020 διαθέτουν έναν νέο αισθητήρα που προσθέτει μια βαθιά σάρωση της σκηνής για καλύτερες φωτογραφίες που ονομάζονται Λιντάρ, Αλλά το μέλλον δείχνει αυτό που είναι πέρα ​​από αυτό και η Apple είναι αισιόδοξη για αυτήν την τεχνολογία και βασίζεται σε αυτήν πολύ, η οποία είναι μια εντελώς νέα τεχνολογία που περιορίζεται στη σειρά iPhone 12, συγκεκριμένα τα iPhone 12 Pro και iPhone 12 Pro Max. Και αισθητήρας Λιντάρ Είναι μια μαύρη κουκκίδα κοντά στον φακό της πίσω κάμερας, περίπου του ίδιου μεγέθους με το φλας, και είναι ένας νέος τύπος αισθητήρα βάθους που μπορεί να κάνει τη διαφορά με πολλούς ενδιαφέροντες τρόπους. Είναι ένας όρος που θα αρχίσετε να ακούτε πολλά τις επόμενες μέρες, οπότε ας το μάθουμε περισσότερα και ποιος είναι ο σκοπός που έκανε την Apple να την αναπτύξει; Και πού μπορεί να προχωρήσει η τεχνολογία στη συνέχεια;

ماذا Λιντάρ ؟

μια λέξη Λιντάρ Μια συντομογραφία για «Ανίχνευση φωτός και εύρος» που σημαίνει την ανίχνευση του φωτός και τον προσδιορισμό του εύρους «απόσταση» φωτίζοντας τον στόχο και σαρώνοντάς το με μια δέσμη λέιζερ, στη συνέχεια επιστρέφοντάς τον ξανά στην πηγή, στη συνέχεια, μετρώντας αυτήν την αντανάκλαση και τους χρόνους της επιστροφής αυτών των ακτίνων και μήκους κύματος για τη δημιουργία ψηφιακών τρισδιάστατων μοντέλων του στόχου. Σε χιλιοστά του δευτερολέπτου.

Η τεχνική χρησιμοποιείται Λιντάρ Χρησιμοποιείται συνήθως για τη δημιουργία χαρτών υψηλής ανάλυσης και χρησιμοποιείται επίσης στην αρχαιολογία, τη γεωγραφία, τη γεωλογία, τους σεισμούς, τα δάση, την ατμόσφαιρα, τα υψόμετρα, τον έλεγχο αυτοκινήτου χωρίς οδηγό και άλλα.

Η ιστορία της τεχνολογίας Λιντάρ

Οι ρίζες αυτής της τεχνολογίας χρονολογούνται από τη δεκαετία του 1930, όταν η βασική ιδέα του Λιντάρ  Περιορίστηκε στη χρήση ισχυρών προβολέων αναζήτησης για να εξερευνήσετε τη Γη και την ατμόσφαιρα. Στη συνέχεια, έχει χρησιμοποιηθεί εκτενώς στην ατμοσφαιρική και μετεωρολογική έρευνα.

Αλλά η αρχή της μεγάλης ανάπτυξης αυτής της τεχνολογίας και της εξάπλωσής της ήταν το 1961, δηλαδή, λίγο μετά την εφεύρεση του λέιζερ, καθώς η Hughes Aircraft Corporation εκείνη την εποχή παρουσίασε το πρώτο σύστημα τύπου lidar για την παρακολούθηση δορυφόρων, συνδυάζοντας το λέιζερ απεικόνιση με δυνατότητα υπολογισμού των αποστάσεων με μέτρηση του χρόνου Επιστροφή σήματος χρησιμοποιώντας κατάλληλους αισθητήρες και ηλεκτρονικά απόκτησης δεδομένων, αρχικά ονομαζόταν "Colidar" το οποίο είναι αρκτικόλεξο για "Coherent Light Detecting and Ranging", το οποίο είναι παράγωγο του όρου "Radar" .

Ωστόσο, η LiDAR δεν κέρδισε τη δημοτικότητα που άξιζε μέχρι είκοσι χρόνια αργότερα. Μόνο κατά τη δεκαετία του XNUMX μετά την καθιέρωση του Παγκόσμιου Συστήματος Εντοπισμού (GPS) έγινε μια δημοφιλής μέθοδος υπολογισμού ακριβών γεωχωρικών μετρήσεων. Τώρα, το πεδίο αυτής της τεχνολογίας έχει εξαπλωθεί σε πολλούς τομείς.

Πώς λειτουργεί το lidar για να αισθανθεί το βάθος;

Το Lidar είναι ένας τύπος κάμερας Ωρα πτήσηςΟρισμένα άλλα smartphone μετρούν το βάθος με έναν μόνο παλμό φωτός, ενώ το iPhone που χρησιμοποιεί αυτόν τον τύπο τεχνολογίας lidar στέλνει κύματα παλμών λέιζερ σε ένα δίκτυο υπέρυθρων σημείων, οι οποίοι είναι παλμοί φωτός αόρατοι στο ανθρώπινο μάτι, αλλά μπορείτε να τους δείτε με κάμερα Για νυχτερινή όραση, τότε υπολογίζονται οι μεταβλητές αποστάσεις ενός αντικειμένου στη σκηνή. Και αυτοί οι παλμοί φωτός, μαζί με τις πληροφορίες που συλλέγονται από το σύστημα, δημιουργούν ακριβείς τρισδιάστατες πληροφορίες για τη σκηνή και το αντικείμενο στόχου, και στη συνέχεια άλλα στοιχεία, όπως ο επεξεργαστής και τα υπόλοιπα στοιχεία, έρχονται με τη σειρά τους στη συλλογή και ανάλυση των δεδομένων και βγάζοντας το τελικό αποτέλεσμα για να δουλέψουμε στο έπακρο.

Το LiDAR ακολουθεί μια απλή αρχή, ρίχνοντας φως λέιζερ σε ένα αντικείμενο και υπολογίζοντας τον χρόνο που χρειάζεται για να επιστρέψει στον αισθητήρα LiDAR. Δεδομένης της ταχύτητας με την οποία το φως ταξιδεύει «περίπου 186000 μίλια ανά δευτερόλεπτο», η ακριβής διαδικασία μέτρησης απόστασης σε όλο το LiDAR φαίνεται απίστευτα γρήγορη.

Δεν είναι ένας αισθητήρας lidar ίδιος με δύο αισθητήρες; Αναγνωριστικό προσώπου ؟

Είναι, αλλά με μεγαλύτερο εύρος. Η ιδέα είναι η ίδια, καθώς η κάμερα TrueDepth στο Face ID πυροδοτεί μια σειρά από υπέρυθρες λέιζερ, αλλά έχει μικρή απόσταση και λειτουργεί μόνο λίγα μέτρα μακριά. Ενώ οι αισθητήρες lidar λειτουργούν σε εμβέλεια έως 5 μέτρα!

Ένας αισθητήρας lidar υπάρχει ήδη σε πολλές άλλες τεχνολογίες

Το LiDAR είναι μια πανταχού παρούσα τεχνολογία. Χρησιμοποιούνται σε αυτοκινούμενα ή βοηθητικά αυτοκίνητα. Χρησιμοποιούνται σε ρομπότ και drone. Τα ακουστικά AR όπως το HoloLens 2 έχουν παρόμοια τεχνολογία, καθορίζοντας χώρους δωματίου πριν τοποθετήσετε εικονικά αντικείμενα XNUMXD σε αυτά. Η τεχνική του lidar, όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, έχει επίσης πολύ μεγάλη ιστορία.

Το παλιό αξεσουάρ ανίχνευσης βάθους Xbox της Microsoft ήταν το Kinect, το οποίο ήταν μια κάμερα με σάρωση ανίχνευσης βάθους υπέρυθρων. Η Apple απέκτησε την Prime Sense, την εταιρεία που βοήθησε στη δημιουργία της τεχνολογίας Kinect, το 2013. Τώρα, έχουμε την τεχνολογία TrueDepth που σαρώνει το πρόσωπο και τον αισθητήρα LiDAR στην πίσω σειρά φωτογραφικών μηχανών του iPhone 12 Pro που ανιχνεύει ακόμη περισσότερο το βάθος.

Η κάμερα iPhone 12 Pro λειτουργεί καλύτερα με τον αισθητήρα lidar

Οι κάμερες Time-Of-Flight σε smartphone τείνουν να χρησιμοποιούνται για τη βελτίωση της ακρίβειας και της ταχύτητας εστίασης και το iPhone 12 Pro κάνει το ίδιο, εστιάζοντας καλύτερα και γρηγορότερα στη βελτίωση του χαμηλού φωτισμού, έως και έξι φορές σε σχέση με τις συνθήκες χαμηλού φωτισμού.

Η καλύτερη εστίαση είναι ένα πλεονέκτημα, καθώς το iPhone 12 Pro μπορεί να προσθέσει περισσότερα δεδομένα εικόνας χάρη στην τρισδιάστατη σάρωση. Αν και αυτό το στοιχείο δεν έχει ακόμη εντοπιστεί, η μπροστινή κάμερα TrueDepth που ανιχνεύει το βάθος έχει χρησιμοποιηθεί με παρόμοιο τρόπο με εφαρμογές, και οι τρίτοι προγραμματιστές μπορούν να βρουν κάποιες ιδέες χρησιμοποιώντας αυτές τις νέες τεχνολογίες και αυτό θα δούμε πραγματικά.

Ωφελεί επίσης την επαυξημένη πραγματικότητα

Το Lidar επιτρέπει στο iPhone 12 Pro να εκκινήσει εφαρμογές AR πιο γρήγορα και να δημιουργήσει έναν γρήγορο χάρτη σκηνής για να προσθέσει περισσότερες λεπτομέρειες. Πολλές από τις ενημερώσεις επαυξημένης πραγματικότητας στο iOS 14 χρησιμοποιούν το lidar για τη δημιουργία εικονικών αντικειμένων και την απόκρυψή τους πίσω από πραγματικά αντικείμενα, και πρόκειται για την τοποθέτηση εικονικών αντικειμένων μέσα σε πιο πολύπλοκα στοιχεία δωματίου με μεγάλη ακρίβεια.

Οι προγραμματιστές χρησιμοποιούν lidar για σάρωση σπιτιών και χώρων και πραγματοποιούν σαρώσεις που μπορούν να χρησιμοποιηθούν όχι μόνο στην επαυξημένη πραγματικότητα, αλλά και για να αποθηκεύσουν μοντέλα θέσεων σε μορφές όπως το CAD.

Δοκιμάστηκε σε ένα παιχνίδι Apple Arcade, το Hot Lava, το οποίο χρησιμοποιεί πραγματικά lidar για να καθαρίσει το δωμάτιο και όλα τα εμπόδια του. Και μπόρεσε να τοποθετήσει εικονικά αντικείμενα στις σκάλες και να κρύψει αντικείμενα πίσω από ρεαλιστικά αντικείμενα στο δωμάτιο.

Περιμένουμε περισσότερες εφαρμογές AR που θα αρχίσουν να προσθέτουν υποστήριξη Lidar πιο επαγγελματικά και θα ξεπερνούν αυτό που αναφέραμε.

Πολλές εταιρείες ονειρεύονται ακουστικά που συνδυάζουν εικονικά αντικείμενα με πραγματικά πράγματα, καθώς θα υιοθετήσουν γυαλιά επαυξημένης πραγματικότητας, τα οποία Facebook, Qualcomm, Snapchat, Microsoft, Magic Leap και πιθανότατα εργάζονται η Apple και άλλοι, θα βασίζονται στην παρουσία προηγμένων XNUMXD χάρτες του κόσμου και τοποθέτηση εικονικών αντικειμένων πάνω τους.

Αυτοί οι τρισδιάστατοι χάρτες δημιουργούνται τώρα με ειδικούς σαρωτές και εξοπλισμό, σχεδόν όπως η παγκόσμια έκδοση σάρωσης οχημάτων των Χαρτών Google. Υπάρχει όμως η πιθανότητα οι ειδικές συσκευές να βοηθήσουν τελικά τους ανθρώπους να συλλέξουν αυτές τις πληροφορίες ή να προσθέσουν επιπλέον δεδομένα εν κινήσει.

Για άλλη μια φορά, τα ακουστικά AR όπως το Magic Leap και το HoloLens προ-σαρώσουν το περιβάλλον σας προτού βάλουν τα πράγματα και η τεχνολογία AR που είναι εξοπλισμένη με lidar της Apple λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο. Υπό αυτήν την έννοια, τα iPhone 12, 12 Pro και iPad Pro είναι παρόμοια με τα ακουστικά AR χωρίς το μέρος των ακουστικών. Αυτό, φυσικά, θα μπορούσε να ανοίξει το δρόμο για την Apple να δημιουργήσει τελικά τα δικά της γυαλιά.

Η Apple δεν είναι η πρώτη που ανακάλυψε τέτοια τεχνολογία στο τηλέφωνο

Η Google είχε την ίδια ιδέα όταν δημιουργήθηκε το έργο Tango και στοχεύει κυρίως σε τεχνολογίες επαυξημένης πραγματικότητας και τα αρχικά πρωτότυπα του έργου Tango ήταν έξυπνες κινητές συσκευές «τηλέφωνα και tablet» με βάση το σύστημα Android που έχουν την ιδιότητα χωρικής αντίληψης του περιβάλλοντος στο οποίο βρίσκεται η συσκευή παρακολουθώντας την τρισδιάστατη κίνηση και καταγράφοντας το σχήμα του περιβάλλοντος σε πραγματικό χρόνο, προσθέτοντας ένα προηγμένο σύστημα όρασης, επεξεργασία εικόνας και εξειδικευμένους αισθητήρες και χρησιμοποιήθηκε μόνο σε δύο τηλέφωνα, συμπεριλαμβανομένων το Lenovo Phab 2 Pro.

Η προηγμένη σουίτα κάμερας περιλαμβάνει επίσης αισθητήρες υπερύθρων και μπορεί να χαρτογραφήσει δωμάτια, να δημιουργήσει τρισδιάστατες σαρώσεις και χάρτες βαθιάς επαυξημένης πραγματικότητας και να μετρήσει εσωτερικούς χώρους. Αυτά τα τηλέφωνα εξοπλισμένα με Tango ήταν βραχύβια και αντικαταστάθηκαν από αλγόριθμους όρασης υπολογιστή και τεχνητή νοημοσύνη που ανίχνευσαν το εκτιμώμενο βάθος μέσω κάμερας χωρίς την ανάγκη προσθήκης πραγματικών αισθητήρων, όπως συνέβη στα τηλέφωνα Pixel από την Google.

Με αυτό, το iPhone 12 Pro είναι εκείνο που αναδιατύπωσε την τεχνολογία Lidar, προσπαθώντας να το προσφέρει καλύτερα και φέρνοντας μια τεχνολογία που δημιουργήθηκε για μεγάλο χρονικό διάστημα και επεκτάθηκε σε άλλες απαραίτητες βιομηχανίες, και τώρα ενσωματώνεται σε αυτοκίνητα αυτο-οδήγησης , Ακουστικά AR και πολλά άλλα.

Πηγές:

γεωχωρικός κόσμος | cnet | wikipedia