手持式激光扫描仪的工作原理(什么是激光雷达及其工作原理？)

Posted 2023-05-26

篇首语：你对时间的态度，就是你对仅有一次生命的态度。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了手持式激光扫描仪的工作原理(什么是激光雷达及其工作原理？)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

寻找新的智能手机？想要最好的功能？然后，您可能需要考虑使用LiDAR的智能手机。

在一种或多种情况下，您可能已经以多种形式遇到过“ LiDAR”。具体而言，许多新一代的手机都在吹捧其LiDAR功能。

什么是LiDAR？

根据所查看的来源，您可能会看到“ LiDAR”以大写和小写字母的组合表示，从所有大写字母到无大写字母。但是，它应该是大写，并且代表“光检测和测距”。

光检测和测距是一种使用脉冲光来检测LiDAR传感器与最近的物体或平面之间的距离差异的方法。激光雷达传感器由激光雷达，激光扫描仪和GPS单元组成。对于空中LiDAR，附加设备会影响飞行器的角度和速度。

激光发出一束光，从物体反射回来。然后，反射光被扫描仪收集。然后，将这些信息与来自GPS单元的读数关联起来，该GPS单元正在记录LiDAR检测器本身的位置。

基本的数学运算将信号从激光器返回到LiDAR扫描仪所花费的时间乘以光速。然后将这个数字除以二，因为光必须从扫描仪到物体然后再返回，所以它传播的总距离是从扫描仪到物体或飞机的实际距离的两倍。

根据应用程序，可以使用该方程式中的单个数据点，也可以在“点云”中一起使用整个数据点集。这些数据点集可用于创建对象的地图或3D图像。

某些最基本的LiDAR应用程序可能需要上方位置的单个数据点。例如，启用LiDAR的Apple设备上的Measure应用程序可以使用一次LiDAR数据读取来确定距离。它还可以使用更多的数据来做诸如确定一个人的身高的事情。

LiDAR数据还可用于创建物理对象的数字副本，或使数字模型在增强现实应用中更加可信。使用数据来感知用户周围环境的深度并相应地放置数字模型是Apple在其支持ARKit的设备中的主要卖点。

一些不支持LiDAR的设备也有AR应用程序。但是，AR元素通常仅放置在用户相机的前面。将这些元素移动到靠近或远离屏幕的位置可能很困难，并且如果在相机和该元素应该位于的位置之间移动任何东西，都会破坏真实觉。

将AR元素放置在物理对象后面，或允许物理对象在相机与AR元素应该出现的位置之间通过的能力称为“对象遮挡”。移动设备没有探测深度的可靠方法，就不可能实现物体遮挡。

遮挡的一些主要用途包括更多的交互式AR试玩，更有趣的Instagram过滤器和更身临其境的AR游戏。当然，这些都需要您的智能手机具备LiDAR应用程序。

LiDAR数据也可以通过直升机，飞机甚至卫星来收集。诸如NOAA之类的组织使用这种信息来创建详细且高度准确的地形图。这些地图可用于生物学，地球和天气科学，建筑和灾难援助。

此外，LiDAR不仅能检测物体有多远。由于光可以穿过不同密度的物体，因此可以使用LiDAR更好地了解物体和地形的组成。

有时，LiDAR甚至可以让我们看到我们原本无法看到的物体。NOAA和国家生态观测站网络等组织使用此数据来绘制水下甚至植被下的地图。

考古学中也有使用LiDAR映射的巨大动力。LiDAR能够“透视”不同材料的能力已经可以在茂密的森林或da'hai中发现历史遗迹。

如果您有兴趣自己尝试使用LiDAR。具有LiDAR的移动设备有12.9英寸iPad Pro（第四代及更高版本），11英寸iPad Pro（第二代及更高版本），iPhone 12 Pro和iPhone 12 Pro Max上，三星Galaxy S20 Ultra上还有一种类型的LiDAR。

Android用户此时可能会感到被排斥在外。的确，Android的ARCore尚未对苹果的LiDAR产品做出回应。但是，Google宣布了使用相机和其他传感器而非LiDAR系统的深度API，以提供深度和遮挡效果。

尽管有足够的空间怀疑深度API是否会像LiDAR一样有效，但至少在早期版本中，它确实做出了许多相同的承诺，但对消费者的成本却更低。从Galaxy Note 10+和Galaxy S20 Ultra开始使用的手机中将包含该API。

尽管LiDAR现在的用例似乎有限，但它可能是未来几十年中最重要的技术之一。随着空间技术变得越来越普遍和强大，准确建模对象和地图空间的能力变得越来越重要。

就像考古学家希望使用LiDAR来发现被遗忘的城市一样，像Augmented 这样的团体也希望创建现有城市的数字地图，这些地图有一天可以为从混合现实眼镜到自动驾驶汽车的各种功能提供动力。