Cos’è Lidar e come funziona?
In un contesto o nell'altro, probabilmente ti sei imbattuto nel termine "LiDAR" in una delle sue molte forme. In particolare, molte nuove generazioni di telefoni cellulari stanno promuovendo la loro capacità LiDAR.
Sia che tu stia decidendo se la tecnologia LiDAR debba prendere in considerazione il tuo prossimo acquisto di smartphone o semplicemente vuoi prendere parte alla conversazione, vale la pena dedicare del tempo per capire questa tecnologia imminente.
Cos'è LiDAR?
A seconda della fonte che stai guardando, potresti vedere "LiDAR" espresso con qualsiasi combinazione di lettere maiuscole e minuscole, da tutte maiuscole a nessuna maiuscola. Tuttavia è in maiuscolo e sta per " rilevamento della luce e portata ".
Il rilevamento e la portata della luce è un metodo che utilizza la luce pulsata per rilevare le differenze di distanza tra il sensore LiDAR e gli oggetti o gli aerei più vicini. Un sensore LiDAR è costituito da un laser LiDAR, uno scanner LiDAR e un'unità GPS. Per LiDAR aereo, un dispositivo aggiuntivo tiene conto dell'angolo e della velocità del velivolo.
Il laser invia un'esplosione di luce, che rimbalza su un oggetto. La luce riflessa viene quindi raccolta dallo scanner. Queste informazioni vengono poi contestualizzate con le letture dell'unità GPS, che sta registrando la posizione del rilevatore LiDAR stesso.
La matematica di base richiede il tempo necessario affinché il segnale ritorni dal laser allo scanner LiDAR, moltiplicato per la velocità della luce. Questo numero viene quindi diviso per due perché la luce doveva passare dallo scanner all'oggetto e viceversa, quindi la distanza totale percorsa è il doppio della distanza effettiva dallo scanner all'oggetto o al piano.
A cosa serve LiDAR?
A seconda dell'applicazione, è possibile utilizzare un singolo punto dati da questa equazione oppure interi set di punti dati possono essere utilizzati insieme in "nuvole di punti". Questi set di punti dati possono essere utilizzati per creare mappe o immagini 3D di oggetti.
Applicazioni LiDAR mobili
Alcune delle applicazioni LiDAR più elementari possono richiedere un singolo punto dati dalla posizione sopra. Ad esempio, l' app di misurazione sui dispositivi Apple abilitati LiDAR può utilizzare una singola lettura dei dati LiDAR per determinare la distanza. Può anche utilizzare più letture su interi oggetti e persone per fare cose come determinare l'altezza di una persona.
I dati LiDAR possono essere utilizzati anche per creare repliche digitali di oggetti fisici o per rendere i modelli digitali più credibili nelle applicazioni di realtà aumentata. le letture per rilevare la profondità nell'ambiente circostante di un utente e posizionare di conseguenza i modelli digitali è un importante punto di forza per Apple nei suoi dispositivi abilitati ARKit.
È vero che esistono già applicazioni AR per dispositivi non abilitati LiDAR. Tuttavia, l'elemento AR viene solitamente posizionato semplicemente davanti alla fotocamera dell'utente. Spostare questi elementi più vicino o più lontano dallo schermo può essere difficile e se qualcosa si muove tra la telecamera e il punto in cui dovrebbe essere l'elemento, rovina l'illusione.
La capacità di posizionare un elemento AR dietro oggetti fisici, o di consentire agli oggetti fisici di passare dalla telecamera al punto in cui dovrebbe apparire l'elemento AR è chiamata "occlusione di oggetti". Senza un modo affidabile per il dispositivo mobile di comprendere la profondità, l'occlusione degli oggetti è impossibile da ottenere.
Alcuni degli usi principali per l'occlusione includono prove AR più interattive, filtri Instagram più divertenti e giochi AR più coinvolgenti. Naturalmente, quelle sono solo applicazioni LiDAR che puoi fare su uno smartphone. La maggior parte delle applicazioni LiDAR sono leggermente più grandi.
Applicazioni LiDAR su larga scala
I dati LiDAR possono essere raccolti anche da elicotteri, aeroplani e persino satelliti. Organizzazioni come NOAA utilizzano questo tipo di informazioni per creare mappe topografiche dettagliate e altamente accurate. Queste mappe possono essere utilizzate in biologia, scienze meteorologiche e della terra, edilizia e assistenza in caso di calamità.
Inoltre, LiDAR non rileva solo la distanza di un oggetto. Poiché la luce può viaggiare attraverso oggetti di diversa densità, LiDAR può essere utilizzato per comprendere meglio la composizione degli oggetti e del terreno.
A volte, LiDAR può persino permetterci di vedere oggetti che altrimenti non saremmo in grado di vedere. NOAA e gruppi come il National Ecological Observatory Network utilizzano questi dati per mappare le aree sottomarine o anche sotto la vegetazione.
C'è anche un'enorme spinta nell'archeologia per usare la mappatura LiDAR. La capacità di LiDAR di "vedere attraverso" diversi materiali ha già portato alla scoperta di siti storici perduti in fitte foreste o sotto le onde.
In realtà ci sono due diversi tipi di LiDAR. Il LiDAR topografico è il tipo più comune utilizzato nella maggior parte delle applicazioni discusse finora. Batimetrico LiDAR funziona in modo simile ma utilizza la luce verde invece della luce del vicino infrarosso ed è utilizzato specificamente per penetrare l'acqua.
Come chiunque può utilizzare il rilevamento della profondità
Se sei interessato a sperimentare da solo con LiDAR, puoi farlo. LiDAR è equipaggiato su iPad Pro da 12,9 pollici (4a generazione e successive), iPad Pro da 11 pollici (2a generazione e successive), iPhone 12 Pro e iPhone 12 Pro Max . C'è anche un tipo di LiDAR disponibile sul Samsung Galaxy S20 Ultra.
Puoi anche acquistare scanner LiDAR. I modelli a punto singolo possono costare meno di $ 100, con modelli più robusti che arrivano a migliaia.
Gli utenti Android potrebbero sentirsi esclusi a questo punto. È vero, ARCore di Android non ha offerto una risposta alle offerte LiDAR di Apple. Tuttavia, Google ha annunciato un'API di profondità che utilizza la fotocamera e altri sensori invece di un sistema LiDAR per offrire profondità e occlusione.
Sebbene ci sia spazio per essere scettici sul fatto che l'API Depth sarà efficace quanto LiDAR, almeno nelle edizioni precedenti, fa molte delle stesse promesse a un costo inferiore per i consumatori. L'API sarà inclusa sui telefoni a partire dal Galaxy Note 10+ e Galaxy S20 Ultra.
LiDAR nel futuro della tecnologia spaziale
Sebbene LiDAR possa sembrare avere casi d'uso limitati ora, potrebbe essere una delle tecnologie più importanti dei prossimi decenni. Poiché la tecnologia spaziale diventa sempre più comune e sempre più robusta, la capacità di modellare accuratamente gli oggetti e mappare gli spazi diventa sempre più importante.
Proprio come gli archeologi stanno cercando di utilizzare LiDAR per scoprire città dimenticate, gruppi come Augmented.City stanno cercando di creare mappe digitali di città esistenti che potrebbero un giorno aiutare ad alimentare qualsiasi cosa, dagli occhiali per realtà mista ai veicoli autonomi.
Hai un uso per LiDAR nella tua vita?
LiDAR può sembrare pazzo e sembrare più pazzo. Poiché sta arrivando solo ora nello spazio dei consumatori, è naturale che se ne parli in modi sconosciuti. Tuttavia, la tecnologia è in circolazione da un po 'di tempo.
Sebbene le applicazioni della tecnologia LiDAR possano essere piuttosto varie, in sostanza tutto ciò che fa è determinare la distanza da un dispositivo a un oggetto. La maggior parte degli utenti probabilmente lo utilizzerà solo nei filtri dei social media. Ma non fa male capirlo.
Credito immagine: Apple
