فناوری حسگر لیدار گذشته که از آینده می آید ، اکنون چه کاری می تواند انجام دهد؟

هر دو آیفون 12 پرو و ​​آیپد پرو 2020 دارای یک سنسور جدید هستند که اسکن عمیق صحنه را برای عکس های بهتر به نام اضافه می کند لیدار، اما آینده به آنچه فراتر از آن است اشاره می کند و اپل نسبت به این فناوری خوش بین است و به آن بسیار اعتماد می کند ، که یک فناوری کاملاً جدید است و محدود به سری آیفون 12 ، به ویژه آیفون 12 پرو و ​​آیفون 12 پرو مکس است. و سنسور لیدار این یک نقطه سیاه در نزدیکی لنز دوربین عقب است ، تقریباً به همان اندازه فلاش ، و نوع جدیدی از حسگر عمق است که می تواند از بسیاری جهات جالب تفاوت ایجاد کند. این اصطلاحی است که در روزهای آینده بسیار خواهید شنید ، بنابراین بیایید بیشتر با آن آشنا شویم و چه هدفی باعث توسعه اپل شده است؟ و بعدی ممکن است فناوری به کجا برسد؟

چه مفهومی داره لیدار ؟

یک کلمه لیدار مخفف "Detection and Ranging" به معنای تشخیص نور و تعیین دامنه "فاصله" با روشن کردن هدف و اسکن آن با پرتوی لیزر ، سپس بازگرداندن آن به منبع ، سپس اندازه گیری این بازتاب و زمان بازگشت آن اشعه ها و طول موج ها برای ایجاد مدل های دیجیتالی سه بعدی از هدف ، و این در میلی ثانیه انجام می شود.

این تکنیک استفاده می شود لیدار معمولاً برای ایجاد نقشه هایی با وضوح بالا مورد استفاده قرار می گیرد و همچنین در باستان شناسی ، جغرافیا ، زمین شناسی ، زمین لرزه ، جنگل ، جو ، ارتفاع سنج ، کنترل اتومبیل بدون راننده و موارد دیگر مورد استفاده قرار می گیرد.

تاریخچه این فناوری لیدار

ریشه های این فناوری به دهه 1930 برمی گردد ، زمانی که مفهوم اساسی آن بود لیدار  این محدود به استفاده از نورافکنهای قدرتمند برای کاوش در زمین و جو بود. سپس از آن به بعد به طور گسترده ای در تحقیقات جوی و هواشناسی استفاده شده است.

اما آغاز توسعه بزرگ این فناوری و گسترش آن در سال 1961 بود ، یعنی اندکی پس از اختراع لیزر ، زیرا شرکت هواپیمایی هیوز در آن زمان اولین سیستم لیدار مانند را برای ردیابی ماهواره ها با ترکیب لیزر ارائه داد - تصویربرداری متمرکز با توانایی محاسبه فاصله با اندازه گیری زمان بازگشت سیگنال با استفاده از سنسورهای مناسب و الکترونیک جمع آوری داده ، در ابتدا "Colidar" نامیده می شد که مخفف "تشخیص و انعطاف پذیری منسجم نور" است که مشتق اصطلاح "رادار" است "

با این حال ، LiDAR تا بیست سال بعد به محبوبیتی که شایسته آن بود نرسید. تنها در دهه XNUMX پس از معرفی سیستم موقعیت یابی جهانی (GPS) بود که به یک روش محبوب برای محاسبه دقیق اندازه گیری های مکانی-مکانی تبدیل شد. اکنون دامنه آن فناوری در بسیاری از حوزه ها گسترش یافته است.

لیدار برای درک عمق چگونه کار می کند؟

Lidar نوعی دوربین است زمان پروازبرخی دیگر از تلفن های هوشمند عمق را با یک پالس نور اندازه گیری می کنند ، در حالی که آیفون که از این نوع فناوری لیدار استفاده می کند ، امواج پالس های لیزر را به شبکه نقاط مادون قرمز می فرستد ، که نبض های نوری است که برای چشم انسان قابل مشاهده نیست ، اما شما می توانید آنها را ببینید با یک دوربین برای دید در شب ، سپس فواصل متغیر یک شی در صحنه محاسبه می شود. و این پالس های نور ، همراه با اطلاعات جمع آوری شده توسط سیستم ، اطلاعات دقیق سه بعدی از صحنه هدف و جسم را تولید می کنند ، سپس عناصر دیگر مانند پردازنده و بقیه اجزا به نوبه خود برای جمع آوری و تجزیه و تحلیل داده ها می آیند و نتیجه نهایی را برای کار در حداکثر نتیجه تولید کنید.

LiDAR یک اصل ساده را دنبال می کند ، نور لیزر را روی یک شی object ریخته و مدت زمان بازگشت به سنسور LiDAR را محاسبه می کند. با توجه به سرعتی که نور "در حدود 186000،XNUMX مایل در ثانیه" طی می کند ، روند دقیق اندازه گیری فاصله در سراسر LiDAR بسیار سریع به نظر می رسد.

آیا سنسور لیدار همان دو سنسور نیست؟ شناسه چهره ؟

این است ، اما با دامنه طولانی تر. ایده همان است ، زیرا دوربین TrueDepth در Face ID مجموعه ای از لیزرهای مادون قرمز را شلیک می کند ، اما برد کمی دارد و فقط چند فوت دورتر کار می کند. در حالی که سنسورهای لیدار تا محدوده 5 متری کار می کنند!

یک سنسور لیدار در حال حاضر در بسیاری از فناوری های دیگر وجود دارد

LiDAR یک فناوری همه گیر است. از آنها در اتومبیل های خودران یا کمکی استفاده می شود. از آنها در روبات ها و هواپیماهای بدون سرنشین استفاده می شود. هدست های AR مانند HoloLens 2 دارای فناوری مشابهی هستند ، قبل از قرار دادن اشیا XNUMXD سه بعدی مجازی در آنها ، فضای اتاق را تعریف می کنند. تکنیک لیدار ، همانطور که قبلاً ذکر شد ، سابقه بسیار طولانی نیز دارد.

لوازم جانبی قدیمی و عمیق سنجش عمق ایکس باکس مایکروسافت Kinect بود که دوربینی با اسکن عمق مادون قرمز نیز بود. اپل Prime Sense ، شرکتی را که به ایجاد فناوری Kinect کمک کرده است ، در سال 2013 خریداری کرد. اکنون ما دارای فناوری TrueDepth هستیم که چهره را اسکن می کند و سنسور LiDAR را در آرایه دوربین عقب آیفون 12 پرو داریم که عمق را حتی بیشتر تشخیص می دهد.

دوربین آیفون 12 پرو با سنسور لیدار بهتر کار می کند

دوربین های Time-Of-Flight در گوشی های هوشمند معمولاً برای بهبود دقت و سرعت فوکوس مورد استفاده قرار می گیرند و آیفون 12 پرو نیز همین کار را می کند و بهتر و سریعتر در بهبود نور کم ، تا شش برابر شرایط در نور کم ، تمرکز می کند.

تمرکز بهتر یک امتیاز مثبت است ، زیرا آیفون 12 پرو به لطف اسکن سه بعدی می تواند داده های تصویر بیشتری اضافه کند. اگرچه این عنصر هنوز مشخص نشده است ، دوربین جلوی TrueDepth که عمق را حس می کند به همان شیوه با برنامه ها استفاده شده است و توسعه دهندگان شخص ثالث می توانند با استفاده از این فناوری های جدید به برخی ایده ها بپردازند و این همان چیزی است که در واقع خواهیم دید

همچنین از واقعیت افزوده فوق العاده سود می برد

Lidar به آیفون 12 پرو اجازه می دهد تا برنامه های AR را با سرعت بیشتری اجرا کند و یک نقشه صحنه سریع برای افزودن جزئیات بیشتر ایجاد کند. بسیاری از به روزرسانی های واقعیت افزوده در iOS 14 از لیدار برای ایجاد اشیا virtual مجازی و پنهان کردن آنها در پشت اشیا real واقعی استفاده می کنند و قرار دادن اشیا virtual مجازی در داخل اجزای اتاق پیچیده تر با دقت بسیار زیاد است.

توسعه دهندگان از لیدار برای اسکن خانه ها و فضاها و انجام اسکن هایی استفاده می کنند که نه تنها در واقعیت افزوده بلکه برای ذخیره مدل های مکانی در قالب هایی مانند CAD نیز قابل استفاده است.

این مورد روی یک بازی Apple Arcade ، Hot Lava آزمایش شد ، که در واقع از لیدار برای پاکسازی اتاق و تمام موانع آن استفاده می کند. و قادر به قرار دادن اشیا virtual مجازی بر روی پله ها ، و پنهان کردن اشیا behind در پشت اشیا واقع گرایانه در اتاق بود.

ما انتظار داریم برنامه های AR بیشتری وجود داشته باشد که پشتیبانی حرفه ای Lidar را به صورت حرفه ای تری شروع کنند و فراتر از آنچه ذکر کردیم فراتر بروند.

بسیاری از شرکت ها آرزو دارند که هدفون هایی را ترکیب کنند که اشیا virtual مجازی را با چیزهای واقعی ترکیب کنند ، زیرا عینک های واقعیت افزوده را که فیس بوک ، کوالکام ، اسنپ چت ، مایکروسافت ، Magic Leap و به احتمال زیاد اپل و دیگران روی آن کار می کنند ، به وجود پیشرفته اعتماد می کنند. نقشه های سه بعدی جهان و قرار دادن اشیا virtual مجازی بر روی آنها.

این نقشه های سه بعدی اکنون با اسکنرها و تجهیزات خاص ، تقریباً مشابه نسخه اسکن وسایل نقلیه جهانی Google Maps ، ایجاد می شوند. اما این احتمال وجود دارد که در نهایت دستگاه های ویژه به افراد در جمع آوری این اطلاعات یا افزودن اطلاعات اضافی در حال حرکت کمک کنند.

یک بار دیگر ، هدفون های AR مانند Magic Leap و HoloLens قبل از قرار دادن وسایل ، محیط شما را از قبل اسکن می کنند و فناوری AR مجهز به لیدار اپل به همان روش کار می کند. از این لحاظ آیفون 12 ، 12 پرو و ​​آیپد پرو شبیه هدفون های AR بدون قسمت هدفون هستند. این البته می تواند زمینه ساز اپل باشد تا درنهایت عینک خود را بسازد.

اپل اولین نفری نیست که فناوری از این قبیل را در تلفن کشف می کند

گوگل هنگام ایجاد پروژه تانگو همین ایده را داشت ، و هدف اصلی آن فناوری های واقعیت افزوده بود و نمونه های اولیه پروژه تانگو دستگاه های تلفن همراه هوشمند "تلفن ها و رایانه های لوحی" مبتنی بر سیستم اندروید بودند كه خاصیت ادراك فضایی را دارند. از محیطی که دستگاه در آن قرار دارد با ردیابی حرکت سه بعدی و گرفتن شکل محیط اطراف در زمان واقعی ، با اضافه کردن یک سیستم دید پیشرفته ، پردازش تصویر و سنسورهای تخصصی ، و فقط در دو تلفن استفاده می شود ، از جمله Lenovo Phab 2 Pro.

مجموعه دوربین پیشرفته همچنین شامل سنسورهای مادون قرمز است و می تواند نقشه برداری از اتاق ها ، ایجاد اسکن های سه بعدی و نقشه های واقعیت افزوده عمیق و اندازه گیری فضاهای داخلی باشد. عمر این تلفن های مجهز به تانگو کوتاه بود و جایگزین آنها الگوریتم های دید رایانه ای و هوش مصنوعی بود که عمق تخمینی را از طریق دوربین بدون نیاز به افزودن سنسورهای واقعی حس می کردند ، همانطور که در تلفن های Pixel از گوگل اتفاق افتاد.

با استفاده از این ، آیفون 12 پرو کسی است که فناوری Lidar را دوباره فرموله کرد ، در تلاش است تا آن را بهتر ارائه دهد و فناوری را برای مدت طولانی تاسیس و به سایر صنایع لازم گسترش می دهد و اکنون در اتومبیل های خودران ادغام شده است. ، هدست های AR و موارد دیگر.

منابع:

جهان جغرافیایی | cnet | ویکیپدیا