Лидарные сенсорные технологии прошлого приходят из будущего, что они могут делать сейчас?

И iPhone 12 Pro, и iPad Pro 2020 имеют новый датчик, который добавляет глубокое сканирование сцены для улучшения фотографий, называемого Lidar, Но будущее указывает на то, что выходит за рамки этого, и Apple оптимистично смотрит на эту технологию и во многом полагается на нее, которая представляет собой совершенно новую технологию, ограниченную серией iPhone 12, в частности iPhone 12 Pro и iPhone 12 Pro Max. И датчик Lidar Это черная точка рядом с объективом задней камеры, примерно такого же размера, как и вспышка, и это новый тип датчика глубины, который может многое изменить. Это термин, который вы начнете много слышать в ближайшие дни, так что давайте узнаем его подробнее, и какова цель, которая заставила Apple развиваться? И где технологии могут пойти дальше?

что это значит Lidar ؟

Пламя Lidar Аббревиатура от «Light Detection and Ranging» означает обнаружение света и определение дальности «расстояния» путем освещения цели и сканирования ее лазерным лучом, затем снова возвращая ее к источнику, затем измеряя это отражение и время возврата. этих лучей и длин волн для создания трехмерных цифровых моделей цели в миллисекундах.

Техника используется Lidar Обычно используется для создания карт с высоким разрешением, он также используется в археологии, географии, геологии, землетрясениях, лесах, атмосфере, высотомерах, управлении автомобилями без водителя и многом другом.

История технологии Lidar

Корни этой технологии восходят к 1930-м годам, когда основная концепция Lidar  Он ограничился использованием мощных прожекторов для исследования Земли и атмосферы. Затем он с тех пор широко используется в атмосферных и метеорологических исследованиях.

Но начало великого развития этой технологии и ее распространения было в 1961 году, то есть вскоре после изобретения лазера, поскольку Hughes Aircraft Corporation в то время представила первую лидароподобную систему, предназначенную для слежения за спутниками, объединяющую лазерные и лазерные системы. сфокусированная визуализация с возможностью вычисления расстояний путем измерения времени. Возврат сигнала с использованием соответствующих датчиков и электроники для сбора данных. Первоначально он назывался «Колидар», что является аббревиатурой от «когерентного обнаружения света и определения дальности», производного от термина «радар». ".

Однако LiDAR приобрел заслуженную популярность только двадцать лет спустя. Лишь в XNUMX-х годах после введения глобальной системы позиционирования (GPS) она стала популярным методом расчета точных геопространственных измерений. Теперь сфера применения этой технологии распространилась на многие области.

Как работает лидар для определения глубины?

Лидар - это разновидность фотоаппарата Время полетаНекоторые другие смартфоны измеряют глубину с помощью одного светового импульса, в то время как iPhone, использующий этот тип лидарной технологии, отправляет волны лазерных импульсов в сеть инфракрасных точек, которые представляют собой импульсы света, невидимые для человеческого глаза, но вы можете их видеть. с камерой Для ночного видения вычисляются переменные расстояния до объекта в сцене. И эти световые импульсы вместе с информацией, собранной системой, генерируют точную трехмерную информацию о целевой сцене и объекте, затем другие элементы, такие как процессор и остальные компоненты, по очереди собирают и анализируют данные и произвести окончательный результат, чтобы работать в полной мере.

LiDAR следует простому принципу, направляя лазерный свет на объект и вычисляя время, необходимое для возврата к датчику LiDAR. Учитывая скорость, с которой свет распространяется «около 186000 XNUMX миль в секунду», процесс точного измерения расстояния через LiDAR кажется невероятно быстрым.

Разве лидарный датчик не то же самое, что два датчика? ID лица ؟

Это так, но с большей дальностью. Идея та же, поскольку камера TrueDepth в Face ID запускает массив инфракрасных лазеров, но имеет небольшой диапазон и работает всего в нескольких футах. А лидарные датчики работают на дальности до 5 метров!

Лидарный датчик уже присутствует во многих других технологиях.

LiDAR - это повсеместная технология. Они используются в беспилотных или вспомогательных автомобилях. Они используются в роботах и ​​дронах. Гарнитуры AR, такие как HoloLens 2, имеют аналогичную технологию, определяющую пространство комнаты перед размещением в ней виртуальных XNUMXD-объектов. Как упоминалось ранее, лидарная техника также имеет очень долгую историю.

Старым аксессуаром Microsoft Xbox для определения глубины был Kinect, который также был камерой с инфракрасным сканированием глубины. Apple приобрела Prime Sense, компанию, которая помогла создать технологию Kinect, в 2013 году. Теперь у нас есть технология TrueDepth, которая сканирует лицо, и датчик LiDAR в массиве задней камеры iPhone 12 Pro, который еще больше определяет глубину.

Камера iPhone 12 Pro лучше работает с лидарным сенсором

Камеры Time-Of-Flight на смартфонах, как правило, используются для повышения точности и скорости фокусировки, и iPhone 12 Pro делает то же самое, лучше и быстрее фокусируясь при слабом освещении, до шести раз по сравнению с условиями слабого освещения.

Лучшая фокусировка - это плюс, так как iPhone 12 Pro может добавлять больше данных изображения благодаря XNUMXD-сканированию. Хотя этот элемент еще не идентифицирован, передняя камера TrueDepth, которая определяет глубину, использовалась аналогичным образом с приложениями, и сторонние разработчики могут погрузиться в некоторые идеи, используя эти новые технологии, и это то, что мы на самом деле увидим.

Это также приносит огромную пользу дополненной реальности.

Lidar позволяет iPhone 12 Pro быстрее запускать приложения AR и быстро создавать карту сцены для добавления дополнительных деталей. Многие обновления дополненной реальности в iOS 14 используют лидар для создания виртуальных объектов и скрытия их за реальными объектами, а также для размещения виртуальных объектов внутри более сложных компонентов комнаты с большой точностью.

Разработчики используют лидар для сканирования домов и пространств и выполнения сканирования, которое можно использовать не только в дополненной реальности, но и для сохранения моделей местности в таких форматах, как CAD.

Он был протестирован на аркадной игре от Apple, Hot Lava, которая фактически использует лидар для очистки комнаты и всех ее препятствий. И умел размещать виртуальные объекты на лестнице и скрывать объекты за реалистичными объектами в комнате.

Мы ожидаем, что больше приложений AR, которые начнут добавлять поддержку Lidar более профессионально и выйдут за рамки того, что мы упомянули.

Многие компании мечтают о наушниках, в которых виртуальные объекты сочетаются с реальными вещами, поскольку они будут использовать очки дополненной реальности, над которыми работают Facebook, Qualcomm, Snapchat, Microsoft, Magic Leap и, скорее всего, Apple и другие, будут полагаться на наличие передовых технологий. XNUMXD карты мира и размещение на них виртуальных объектов.

Эти XNUMXD-карты теперь создаются с помощью специальных сканеров и оборудования, почти такого же, как глобальная версия Google Maps для сканирования транспортных средств. Но есть вероятность, что специальные устройства могут в конечном итоге помочь людям собирать эту информацию или добавлять дополнительные данные на ходу.

Опять же, наушники AR, такие как Magic Leap и HoloLens, предварительно сканируют вашу среду, прежде чем вставлять что-то, и технология AR, оснащенная лидаром Apple, работает таким же образом. В этом смысле iPhone 12, 12 Pro и iPad Pro похожи на наушники AR без наушников. Это, конечно, может открыть для Apple путь к созданию собственных очков.

Apple не первая открыла для себя подобные технологии в телефоне

У Google была та же идея, когда создавался проект Tango, и он в основном нацелен на технологии дополненной реальности, а первоначальными прототипами проекта Tango были умные мобильные устройства, «телефоны и планшеты» на базе системы Android, которые обладали пространственным восприятием Среда, в которой находится устройство, отслеживая трехмерное движение и фиксируя форму окружающей среды в реальном времени, путем добавления усовершенствованной системы технического зрения, обработки изображений и специализированных датчиков, и использовалась только на двух телефонах, включая Lenovo Phab 2 Pro.

Расширенный набор камер также содержит инфракрасные датчики и может отображать комнаты, создавать XNUMXD-сканирование и карты глубокой дополненной реальности, а также измерять внутренние пространства. Эти телефоны с Tango прослужили недолго и были заменены алгоритмами компьютерного зрения и искусственным интеллектом, которые измеряли предполагаемую глубину с помощью камер без необходимости добавлять настоящие датчики, как это произошло в телефонах Pixel от Google.

Благодаря этому iPhone 12 Pro переформулировал технологию Lidar, работая над ее улучшением и привнося технологию, которая была создана в течение долгого времени и распространена на другие необходимые отрасли, а теперь она интегрируется в беспилотные автомобили. , Гарнитуры AR и многое другое.

Источники:

геопространственный мир | CNET | википедия