Unterschied zwischen Lidar im iPhone 12 und ToF-Sensoren in Smartphones auf Android

18.10.2020

Das iPhone 12 war das erste Apple-Smartphone mit integriertem Lidar. Trotz der Tatsache, dass diese Technologie seit langem bekannt ist und in einer Vielzahl von Branchen aktiv eingesetzt wird, hat Cupertino sie erst in diesem Jahr für ihre Zwecke angepasst. Natürlich sorgten diese Nachrichten sofort für Spott bei Android-Nutzern, deren Smartphones seit einigen Jahren mit Lidars ausgestattet sind. Bei genauerem Hinsehen stellt sich jedoch heraus, dass die meisten Hersteller ihre Geräte nicht mit dem gleichen Lidar ausstatten, was im iPhone 12 eingebaut ist.

Beginnen wir mit der Erklärung, was ein Lidar ist. Dies ist ein spezieller 3D-Sensor zum Scannen der Umgebung. Es bildet eine Reihe von Lichtimpulsen, die für das menschliche Auge unsichtbar sind, und sprüht es sozusagen nach dem Prinzip einer Sprühflasche. Dann "stößt" dieses Licht auf Objekte, die sich in seinem Sichtfeld befinden, und kehrt zurück, wodurch ihre Form definiert wird.


Wozu braucht man Lidar

Lidars sind im Kern ein Computer-Vision-Tool mit einer relativ hohen Effizienz und Reichweite. Das offensichtlichste Beispiel für ihre Verwendung sind Autopilotsysteme. Zum Beispiel sind Tesla-Elektroautos mit einer Vielzahl von Lidars ausgestattet, mit denen sie die Situation auf der Straße überwachen und Verkehrsteilnehmer und Fremdkörper identifizieren können.

ToF-Sensoren, die mit modernen Android-Smartphones ausgestattet sind, haben die gleiche Natur wie Lidar, sind aber gleichzeitig etwas einfacher angeordnet. Das Prinzip ihrer Arbeit liegt in ihrem Namen - Time of Flight. Sie bilden auch einen Lichtstrahl, der in die Umgebung gesendet und von physischen Objekten reflektiert wird. Ihre Form wird zwar nicht durch den Strahl selbst bestimmt, sondern durch die Zeit, in der der Strahl zu verschiedenen Teilen des Objekts gelangte und zurückkehrte.


Wie funktioniert Lidar

Lidars "sprühen" kontinuierlich Licht und senden viele aufeinanderfolgende Impulse in den Raum, während ToF-Sensoren sie nur einmal "abschießen". Zum Beispiel beim Fotografieren. Das folgende Video zeigt deutlich das Funktionsprinzip des von Apple durchgeführten Lidars - man sieht eine umfangreiche Punktwolke.

Und wenn Sie sich den Betrieb von ToF-Sensoren im IR ansehen, werden Sie feststellen, dass kein "Streuen" auftritt. Es ist einfach ein leuchtender Punkt, der aufleuchtet, wenn die Kamera ausgelöst wird.


Warum ist Lidar besser als ein ToF-Sensor

  • Erstens ist die räumliche Abdeckung von Lidar viel größer als die von ToF-Sensoren.
  • Zweitens sind ToF-Sensoren bei der Arbeit mit Augmented Reality nicht so effektiv, da sie den Raum nicht kontinuierlich nach einer genaueren Platzierung von AR-Objekten durchsuchen können.
  • Drittens arbeiten ToF-Sensoren bei direkter Sonneneinstrahlung sowie bei reflektierenden Oberflächen mittelmäßig - das Signal wird entweder abgebrochen oder verwirrt die Elektronik einfach.
  • Nun, und viertens haben Lidars eine größere Reichweite. Jetzt begrenzt Apple sein Potenzial künstlich auf nur 5 Meter, aber in Zukunft kann es erheblich gesteigert werden.

Trotz der Tatsache, dass der Zweck von Lidar- und ToF-Sensoren ziemlich nahe beieinander liegt und hauptsächlich darin besteht, die Form von Objekten für einen natürlicheren Porträteffekt zu bestimmen, ist es offensichtlich, dass Lidar ein fortschrittlicheres Scansystem ist.

Es stellt sich heraus, dass Apple, obwohl es zeitlich etwas hinter seinen Konkurrenten zurückliegt, es dennoch geschafft hat, diese wieder zu umgehen und die funktionalste und vielversprechendste Lösung in Bezug auf zukünftige Funktionen zu implementieren.



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