ToF vs. LiDAR: Mis vahe on?

Viimasel ajal on LiDARi ümber uutes Apple'i seadmetes olnud nii palju suminat, et on lihtne unustada, et mobiilne liitreaalsus võib toimida ka muul viisil. Kuid seda saab ja saab, eriti kui ToF-tööriistad saavutavad Samsungi telefonides uue kõrguse.

Olenemata sellest, kas olete arendaja, olete uue seadme turul või olete lihtsalt uudishimulik, tasub nende akronüümide lahtipakkimiseks ja mobiiltelefoni sügavuse tuvastamise külgede õppimiseks veidi aega võtta.

Mis on ToF?

ToF on lühike lennuaeg.

Tehniliselt viitab ToF valguse kiiruse (või isegi heli) kasutamisele kauguse määramiseks. See mõõdab aega, mis kulub valguse (või heli) lahkumiseks seadmest, esemelt või tasapinnalt põrkamisele, ja naaske seadme juurde, kõik jagatuna kahega näitab kaugust seadmest objektini või lennuk.

Niisiis, suhe on selles, et kogu LiDAR on teatud tüüpi võitluse aeg, kuid mitte kogu lennu aeg pole LiDAR. Asjade lihtsuse huvides peame "ToF-ist" rääkides silmas optilise kauguse mõõtmist, välja arvatud LiDAR.

Niisiis, kui nii LiDAR kui ka optiline mitte-LiDAR ToF kasutavad valgust kauguse määramiseks ja 3D-kaardistamiseks, siis kuidas nad erinevad?

Mis on LiDAR?

LiDAR on lühend Valguse tuvastamine ja kauguse määramine. Selle tehnoloogia puhul kasutatakse ülalkirjeldatud võrrandi valgusallikana laserit või laservõrku.

Mis on Lidar ja kuidas see töötab?

Kas otsite uut nutitelefoni? Kas soovite parimaid omadusi? Seejärel võiksite kaaluda LiDARiga nutitelefoni.

Ruumi laiuse mõõtmiseks saab kasutada ühte LiDAR-lugemist, kuid mitut LiDAR-i näitu saab kasutada luua "punktpilvi". Neid saab kasutada objektide kolmemõõtmeliste mudelite või terviku topograafiliste kaartide loomiseks piirkondades.

Kuigi LiDAR võib mobiilseadmetes olla uus, on see tehnoloogia juba mõnda aega olemas. Mitte-mobiilsetes seadetes kasutatakse LiDAR-i kõike alates veealuse keskkonna kaardistamisest kuni arheoloogiliste paikade avastamiseni.

Kuidas LiDAR ja ToF erinevad?

Funktsionaalne erinevus LiDAR-i ja teiste ToF-vormide vahel seisneb selles, et LiDAR kasutab impulsslasereid punktpilve ehitamiseks, mida seejärel kasutatakse 3D-kaardi või -pildi ehitamiseks. ToF-rakendused loovad valguse tuvastamise põhjal "sügavuskaardid", tavaliselt tavalise RGB-kaamera kaudu.

ToF-i eelis LiDAR-i ees on see, et ToF vajab vähem spetsialiseeritud seadmeid, et seda saaks kasutada väiksemate ja odavamate seadmetega. LiDARi eelis tuleneb lihtsusest, millega arvuti suudab punktpilve lugeda, võrreldes sügavuskaardiga.

The Sügavuse API Google'i loodud Android-seadmetele töötab kõige paremini ToF-toega seadmetes ning töötab sügavuskaartide loomise ja funktsiooni tuvastamise abil "Neid funktsioonipunkte, mis on sageli valgustugevused erinevate valgustugevuste vahel, kasutatakse seejärel erinevate tasandite tuvastamiseks keskkond. See loob sisuliselt madalama eraldusvõimega punktipilve.

Kuidas ToF ja LiDAR töötavad Mobile AR-iga

Sügavuskaardid ja punktpilved on lahedad ning mõnele inimesele ja rakendusele piisab. Enamiku AR-rakenduste jaoks tuleb need andmed siiski kontekstualiseerida. Nii ToF kui ka LiDAR teevad seda, töötades koos teiste mobiilseadme anduritega. Täpsemalt peavad need platvormid mõistma teie telefoni suunda ja liikumist.

Seadme asukoha mõistmist kaardistatud keskkonnas nimetatakse samaaegseks lokaliseerimiseks ja kaardistamiseks või "SLaM". SLaM-i kasutatakse muudes rakendustes, näiteks autonoomsetes sõidukites, kuid kõige vajalikum on mobiilipõhiste AR-rakenduste jaoks digitaalsete objektide paigutamine füüsilisse keskkonda.

See kehtib eriti kogemuste kohta, mis jäävad paika siis, kui kasutaja nendega ei suhtle, ja digitaalsete objektide paigutamise kohta, mis tunduvad olevat füüsiliste inimeste ja objektide taga.

Teine oluline tegur digitaalsete objektide paigutamisel nii LiDARi kui ka ToF-põhistele rakendustele hõlmab "ankruid". Ankrud on digitaalsed punktid füüsilises maailmas, kuhu kuuluvad digitaalsed objektid "lisatud".

Maailma mastaabis rakendustes, nagu Pokemon Go, toimub see eraldi protsessi abil, mida nimetatakse geosildistamiseks. Kuid aastal mobiilipõhiste AR-rakenduste abil on digitaalne objekt ankurdatud punktidesse LiDAR-i pilvepunktis või sügavuskaart.

Kas LiDAR on parem kui ToF?

Rangelt võttes on LiDAR kiirem ja täpsem kui lennu aeg. Kuid see muutub olulisemaks tehnoloogiliselt arenenumate rakenduste korral.

Näiteks on ToF-il ja Google'i Depth API-l raskusi suurte madala tekstuuriga lennukite nagu valged seinad mõistmisega. See võib seda meetodit kasutavate rakenduste jaoks raskendada digitaalsete objektide täpset paigutamist füüsilises maailmas mõnele pinnale. LiDAR-i kasutavatel rakendustel on see probleem vähem tõenäoline.

Suuremat või tekstuuriliselt mitmekesisemat keskkonda hõlmavatel rakendustel pole aga tõenäoliselt seda probleemi. Lisaks hõlmab enamik mobiilipõhiseid tarbija AR-rakendusi AR-filter kasutaja näol või kehal—Rakendus, mis tõenäoliselt suure tekstureerimata pinna tõttu probleeme ei tekita.

Miks kasutavad Apple ja Google erinevaid sügavuse andureid?

LiDAR-ühilduvate seadmete vabastamisel Apple ütlesid, et nad lisasid nii andurid kui ka muu riistvara, et "avada rohkem pro töövooge ja toetada pro foto- ja videorakendusi". Väljaanne nimetas ka nende LiDAR-ühilduvateks iPad Pro "maailma parim liitreaalsuse seade" ja reklaamiti Apple'i mõõtmisrakendusi.

Google pole nii otsekoheseid selgitusi andnud, miks nende Depth API ja uus tugiseadmete rida ei kasuta LiDAR-i. Lisaks LiDARis töötamisele, Android-seadmete kergema ja taskukohasema hoidmisele on ka suur juurdepääsetavuse eelis.

Kuna Android töötab mitme ettevõtte valmistatud mobiilseadmetes, eelistaks LiDAR-i kasutamine kõigi teiste arvelt LiDAR-iga ühilduvaid mudeleid. Veelgi enam, kuna selleks on vaja ainult tavalist kaamerat, ühildub Depth API tahapoole mitme seadmega.

Tegelikult on Google'i Depth API seadmeagnostiline, mis tähendab, et arendajad kasutavad seda Google'i AR-i kogemuste loomise platvorm saab arendada kogemusi, mis töötavad ka Apple'i seadmetes.

Kas olete uurinud sügavuse tuvastamist?

See artikkel on peamiselt keskendunud mobiilipõhistes AR-i kogemustes LiDAR-ile ja ToF-ile. Seda suuresti seetõttu, et need keerukamad kogemused vajavad kõige rohkem selgitust. Seda ka seetõttu, et need kogemused on kõige lõbusamad ja lootustandvamad.

Sellised sügavustundlikud lähenemisviisid on aga aluseks paljudele lihtsamatele ja praktilisematele kogemustele ja tööriistadele, mida võiksite iga päev kasutada, ilma et oleksite sellele palju mõelnud. Loodetavasti annab ToF-i ja LiDAR-i lugemine teile nende rakenduste jaoks veel mõne hinnangu.

10 parimat tööriista teie iPhone'i jaoks: joonlaud, nivoo ja kauguse mõõtmine

Kas vajate igapäevaste esemete mõõtmiseks iPhone'i joonlauda? Need iPhone'i tööriistarakendused võimaldavad teil mõõta kaugust, pikkust ja muud.

Autori kohta