ToF vs. LiDAR: Kāda ir atšķirība?

Pēdējā laikā par LiDAR jaunajās Apple ierīcēs ir bijis tik daudz buzzu, ka ir viegli aizmirst, ka mobilā paplašinātā realitāte var darboties arī citādi. Bet to var un var darīt, jo īpaši ar toF rīkiem, kas Samsung tālruņos sasniedz jaunus augstumus.

Neatkarīgi no tā, vai esat izstrādātājs, jaunas ierīces tirgū vai vienkārši zinātkārs, ir vērts veltīt laiku, lai izpakotu šos saīsinājumus un uzzinātu mobilā tālruņa dziļuma noteikšanas nepilnības.

Kas ir ToF?

ToF ir saīsinājums no lidojuma laika.

Tehniski ToF attiecas uz gaismas ātruma (vai pat skaņas) izmantošanu attāluma noteikšanai. Tas mēra laiku, kas nepieciešams, lai gaisma (vai skaņa) atstātu ierīci, atlecot no kāda priekšmeta vai plaknes, un atgriezieties pie ierīces, visi dalīti ar diviem atklāj attālumu no ierīces līdz objektam vai lidmašīna.

Tātad attiecības ir tādas, ka viss LiDAR ir cīņas laika veids, bet ne viss lidojuma laiks ir LiDAR. Lai viss būtu vienkārši, runājot par "ToF", mēs domājam optiskā attāluma mērīšanu, neieskaitot LiDAR.

Tātad, ja gan LiDAR, gan optiskais, kas nav LiDAR ToF, attāluma noteikšanai un 3D kartēšanai izmanto gaismu, kā viņi atšķiras?

Kas ir LiDAR?

LiDAR ir saīsinājums no Gaismas noteikšana un diapazons. Šajā tehnoloģijā kā iepriekš aprakstītajā vienādojumā kā gaismas avots tiek izmantots lāzers vai lāzeru režģis.

Kas ir Lidar un kā tas darbojas?

Vai meklējat jaunu viedtālruni? Vai vēlaties labākās funkcijas? Tad jūs varētu vēlēties apsvērt viedtālruni ar LiDAR.

Vienu LiDAR nolasījumu var izmantot, lai izmērītu tādas lietas kā telpas platums, bet vairākus LiDAR rādījumus var izmantot, lai izveidot "punktu mākoņus". Tos var izmantot, lai izveidotu objektu trīsdimensiju modeļus vai visa topogrāfiskās kartes teritorijas.

Kaut arī LiDAR var būt jauns mobilajām ierīcēm, pati tehnoloģija ir bijusi jau labu laiku. Nemobilajos apstākļos LiDAR tiek izmantots, lai veiktu visu, sākot no zemūdens vides kartēšanas līdz pat arheoloģisko vietu atklāšanai.

Kā LiDAR un ToF atšķiras?

Funkcionālā atšķirība starp LiDAR un citām ToF formām ir tā, ka LiDAR izmanto impulsu lāzerus, lai izveidotu punktu mākoni, ko pēc tam izmanto 3D kartes vai attēla izveidošanai. ToF lietojumprogrammas izveido "dziļuma kartes", pamatojoties uz gaismas noteikšanu, parasti izmantojot standarta RGB kameru.

ToF priekšrocība salīdzinājumā ar LiDAR ir tā, ka ToF ir nepieciešams mazāk specializēts aprīkojums, lai to varētu izmantot ar mazākām un lētākām ierīcēm. LiDAR priekšrocība rodas no tā, cik viegli dators var nolasīt punktu mākoni, salīdzinot ar dziļuma karti.

The Dziļuma API Google izveidotais Android ierīcēm vislabāk darbojas ierīcēs, kurās iespējota ToF, un darbojas, izveidojot dziļuma kartes un atpazīstot funkciju "Šie pazīmju punkti, kas bieži vien ir šķēršļi starp dažādu gaismas intensitāti, tiek izmantoti, lai identificētu dažādas lidmašīnas vide. Tas būtībā rada zemākas izšķirtspējas punktu mākoni.

Kā ToF un LiDAR darbojas ar Mobile AR

Dziļuma kartes un punktu mākoņi ir forši, un dažiem cilvēkiem un lietojumprogrammām tie ir pietiekami. Tomēr lielākajai daļai AR lietojumprogrammu šie dati ir jāintekstualizē. Gan ToF, gan LiDAR to dara, strādājot kopā ar citiem mobilās ierīces sensoriem. Konkrēti, šīm platformām ir jāsaprot tālruņa orientācija un kustība.

Ierīces atrašanās vietas noteikšanu kartētā vidē sauc par vienlaicīgu lokalizāciju un kartēšanu vai "SLaM". SLaM tiek izmantots citām vajadzībām, piemēram, autonomiem transportlīdzekļiem, bet mobilajām AR lietojumprogrammām visvairāk nepieciešams ievietot digitālos objektus fiziskajā vidē.

Tas jo īpaši attiecas uz pieredzi, kas paliek spēkā, kad lietotājs ar tām nesadarbojas, un digitālo objektu izvietošanu, kas, šķiet, atrodas aiz fiziskiem cilvēkiem un objektiem.

Vēl viens svarīgs faktors digitālo objektu izvietošanai gan LiDAR, gan ToF balstītās lietojumprogrammās ietver "enkurus". Enkuri ir digitāli punkti fiziskajā pasaulē, kurā atrodas digitālie objekti "pievienots".

Pasaules mēroga lietojumprogrammās, piemēram, Pokemon Go, tas tiek veikts, izmantojot atsevišķu procesu, ko sauc par "ģeogrāfisko marķēšanu". Tomēr AR mobilajās lietojumprogrammās digitālais objekts tiek noenkurots punktos LiDAR punktu mākonī vai vienā no objekta punktiem dziļuma karte.

Vai LiDAR ir labāks par ToF?

Stingri sakot, LiDAR ir ātrāks un precīzāks nekā lidojuma laiks. Tomēr tas kļūst nozīmīgāks ar tehnoloģiski modernākām lietojumprogrammām.

Piemēram, ToF un Google Depth API ir grūti saprast lielas, zemas struktūras plaknes, piemēram, baltas sienas. Tas var apgrūtināt lietojumprogrammas, kas izmanto šo metodi, precīzi novietot digitālos objektus uz dažām fiziskās pasaules virsmām. Lietotnēm, kas izmanto LiDAR, šī problēma ir mazāka.

Tomēr maz ticams, ka lietojumprogrammām, kurās ir lielāka vai vairāk dažādu struktūru, vide. Turklāt lielākā daļa mobilo patērētāju AR lietojumprogrammu ir saistītas ar AR filtrs lietotāja sejā vai ķermenī- lietojumprogramma, kurai, visticamāk, neizdosies rasties problēmu dēļ, kurām nav lielas faktūras.

Kāpēc Apple un Google izmanto atšķirīgus dziļuma sensorus?

Atbrīvojot savas ar LiDAR saderīgās ierīces, Apple teica, ka tie iekļauj sensorus, kā arī citu aparatūru, lai "atvērtu vairāk pro darbplūsmu un atbalstītu pro foto un video lietotnes". Izlaidums arī sauca par viņu saderīgu ar LiDAR iPad Pro "pasaulē labākā paplašinātās realitātes ierīce" un reklamēja Apple mērījumu lietotnes.

Google nav sniedzis tik tiešus paskaidrojumus, kāpēc viņu Depth API un jaunā atbalsta ierīču līnija neizmanto LiDAR. Papildus darbam LiDAR apkārtnē, Android ierīču uzturēšanai vieglākām un pieejamākām, ir arī liela pieejamības priekšrocība.

Tā kā Android darbojas mobilajās ierīcēs, ko ražojuši vairāki uzņēmumi, LiDAR izmantošana dotu priekšroku ar LiDAR saderīgiem modeļiem uz visu pārējo rēķina. Turklāt, tā kā tam nepieciešama tikai standarta kamera, Depth API ir atpakaļ savietojama ar vairākām ierīcēm.

Faktiski Google Depth API ir ierīces agnostisks, tas nozīmē, ka izstrādātāji to izmanto Google AR pieredzes veidošanas platforma var attīstīt pieredzi, kas darbojas arī Apple ierīcēs.

Vai esat izpētījis dziļuma noteikšanu?

Šis raksts galvenokārt ir koncentrēts uz LiDAR un ToF mobilajās AR pieredzēs. Lielākoties tas ir tāpēc, ka šī sarežģītākā pieredze prasa visvairāk skaidrojumu. Tas ir arī tāpēc, ka šī pieredze ir visjautrākā un daudzsološākā.

Tomēr šādas dziļuma uztveres pieejas ir daudzu vienkāršāku un praktiskāku pieredzes un rīku pamatā, ko jūs varētu izmantot katru dienu, nedomājot par to daudz. Cerams, ka, lasot toF un LiDAR, jūs vēl vairāk novērtēsiet šīs lietojumprogrammas.

10 labākie jūsu iPhone rīki: lineāls, līmenis un attāluma mērīšana

Nepieciešams iPhone lineāls ikdienas priekšmetu mērīšanai? Šīs iPhone rīku lietotnes ļauj izmērīt attālumu, garumu un daudz ko citu.

Par autoru