LiDARとは何ですか?また、なぜ携帯電話でそれが必要なのですか?

これは新しいiPadProタブレットに搭載されており、iPhone 12 搭載されると噂されており、その形式がここ数年Androidフォンに登場しています。LiDARとは正確には何ですか。また、なぜモバイルデバイスにLiDARが必要なのですか。ここでは、技術が何をするのか、それを展開できるすべての方法、そしてなぜそれがスマートフォンのカメラと同じくらい一般的になるのかについて説明します。

以前にLiDARに遭遇したことがある場合、つまり「光の検出と測距」、「レーザーイメージング、検出と測距」、または単に「光とレーダー」である場合は、自動運転に関連している可能性があります。車。これは、車両がどこに向かっているのか、そして何が周囲にあるのかを把握するために現在使用されている主要なテクノロジーの1つです。

LiDARの歴史は、自動運転車よりもはるかに遡ります。この技術は1960年代に適切に誕生し、もともとは衛星や軍事目標を追跡することを目的としており、今日のLiDAR技術の背後にあるのと同じ基本的な考え方である光を使用して物体の位置を追跡します。

光、特にレーザー光が何かに当たって再び戻ってくるまでの時間を測定することで、その物体の位置を特定できます。これが最初のLiDARシステムの仕組みであり、Appleの最新のタブレットでも同じことが起こっています。

1980年代には、LiDARテクノロジーが大幅に改善され、航空機を使用して建物や地形をマッピングするために赤外線レーザーシステムが一般的に使用されるようになりました。それらの同じ技術が今日使用されており、海の深さから隠されたマヤの集落まですべての測定値を取得することができます。

レーザー光が戻るまでの時間だけでなく、レーザー光が反射する角度も登録することで、LiDARデータを他の情報と組み合わせて非常に正確な3Dマップを作成できます。プロフェッショナルなLIDARシステムは、多くの場合、スマートフォンで一般的になっているもう1つのテクノロジーであるGPSユニットと組み合わされます。

LiDARは、前述のように自動運転車にも非常に役立ちます(ただし、Elon Muskはファンではありません)。車両の上部にあるLiDARスキャナーは、自分では見えないオブジェクトもリアルタイムで「見る」ことができ、自動運転車が回避できる空間内のポイントの3次元マップであるポイントクラウドと呼ばれるものを作成します。

特定のLiDAR構成は、空気中の汚染物質検出するのに十分な感度があるか、空港内の交通の流れ監視することができます。これらすべてのアプリケーションに共通しているのは、データ収集とデータ分析の微妙なバランスに依存していることです。これは、タブレットやスマートフォンに関して覚えておくと便利なフレームワークです。

そして、モバイルデバイスに戻り、LiDARという言葉を最初に使用して最新の深度検知センサーを説明したAppleに話を戻しましょう。iPhoneとiPadには何年も前から深度センサーがありますが(これは、ポートレートモードで撮影した写真の背景をぼかす方法です)、LiDARはそれをまったく新しいレベルに引き上げます。

Appleよれば、新しいiPad Pro内のLiDARスキャナーは、最大5メートル(16フィート以上)の距離で、ナノ秒に達する速度で、個々の光子のレベルで動作することができます(したがって、シーンは瞬く間にキャプチャされます)。間違いなく、A12Z Bionicチップセットは、データの解釈に関しても多くの重労働を行っています。近い将来、LiDARが低価格の携帯電話に採用される可能性はほとんどありません。

最大の違いは、Appleのお気に入りの分野の1つである拡張現実に見られるでしょう。たとえば、現在iOSとiPadOSに付属しているMeasureアプリは、LiDARが関与すると、より速く、より正確に、よりきめ細かくなります。これは、優れた近似値を提供する単なる目新しさではなく、iPadProの本格的な測定ツールとして使用できます。長さ、深さ、高さの。

LiDARは、飛行機が何年もの間海と山をマッピングしてきたように、Appleデバイスが初めて環境を詳細な3Dでマッピングできることを意味します。私たちはテーブルの上でMinecraftについて話しているだけでなく、テーブルの上、床の向こう側、そして猫の周りで、グリッチなしでMinecraftについて話しているのです。

家具をリビングルームに直接ドロップできるARアプリの場合、これらのオブジェクトは既存のスペースの一部のように見え、既存のオブジェクトにぶつかります。または、ARゲームを利用すると、これまで以上にリアルな方法で、コーナーの後ろやフェンスの上から登場するキャラクターをフィーチャーできます。

オブジェクトの配置がより正確で本物のように見え、リアルタイムのモーションキャプチャがより包括的になり、シーンの中央にある物理オブジェクトは、使用しているARアプリによってより適切に処理されます(LiDARがもたらす改善点(利用可能な場合)) 、は自動的にAppleのARKitフレームワークに組み込ま れます)。

今のところ、LiDARに必要な処理と電話内に必要なセンサーにより、テクノロジーはトップエンドデバイスに制限されますが、他のモバイルテクノロジーと同様に、時間の経過とともに安価で実用的になるはずです。Appleがこのテクノロジーに固執するのであれば、年を追うごとに範囲と精度が向上することを期待してください。

電話でのLiDARが避けられないというわけではありません。他の深度検知技術が利用可能であり、人工知能は標準のカメラセンサーを使用して深度を検知することでさらに向上し続けます。LiDARは、あらゆる種類の照明条件で、非常に迅速かつ正確に動作できます。これが、Appleがそれに賭けている理由の一部です。

しかし、Appleの最新のiPadに見られるLiDARの形式は、多くのトップエンドのAndroidフォン が使用しているものとは大きく異なります。多くのAndroidスマートフォンで使用されている深度センサーは、正式には飛行時間型センサーまたはToFセンサーと呼ばれ、多くの目的と目的でLiDARと呼ばれています。LiDARと同様に、ToFセンサーは反射光を使用してカメラ効果とARの距離を測定します。しかし、これはスキャナーレスLiDARシステムであり、単一の光パルスに依存して空間全体をマッピングします。一方、AppleはスキャナーLiDARを使用しています。これは、複数の光点を使用して、これらの読み取りをより頻繁に、より正確に取得します。

スマートフォンが最初のiPhoneから13年経った今でも、私たちを驚かせる能力を失ったとしても、スマートフォンはより速く、よりスマートに、より高性能になることができます。LiDARはその証拠です。

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