什麼是 LiDAR 技術以及它是如何運作的？

您可能在各種情況下都遇到過“LiDAR”一詞，它有多種形式。具體來說，許多新一代手機都在宣傳其 LiDAR 功能。

無論你正在考慮是否考慮 LiDAR 技術下次購買智慧型手機或者，如果您只是想參與技術對話並了解最新消息，那麼值得花一些時間來了解這項新興技術。

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什麼是 LiDAR？

根據您搜尋的來源，您可能會看到“LiDAR”以任意大小寫字母組合（從大寫字母到無字母）表示。但它通常以大寫字母表示，其含義為“光檢測和測距“。

光檢測和測距 (LDR) 是一種利用光脈衝（通常是雷射）來檢測 LiDAR 感測器與附近物體或飛機之間距離差異的方法。 LiDAR 感測器由 LiDAR 雷射、LiDAR 掃描器和 GPS 模組組成。對於航空 LiDAR，需要使用額外的硬體來控制角度係數和飛行器速度。

雷射發出光脈衝，遇到物體後反射回來。反射光隨後被掃描器收集。之後，這些資訊與GPS裝置的讀數相結合，GPS裝置記錄了LiDAR探測器本身的位置。

用基礎數學方法，訊號從雷射傳輸到 LiDAR 掃描儀所需的時間可以透過乘以光速來計算。然後，由於光需要從掃描器傳輸到物體，然後再返回，因此將這個數字除以二。因此，傳輸的總距離是從掃描器到物體或液位實際距離的兩倍。

LiDAR 有哪些用途？

根據應用的不同，可以使用該方程式中的單一資料點，也可以將整個資料點集組合成「點雲」。這些資料點集可用於建立物件的地圖或 3D 影像。

LiDAR 在手機上的用途

一些基本的 LiDAR 應用可能需要來自上述位置的單一資料點。例如，在配備 LiDAR 技術的 Apple 裝置上套用“測量” 使用單一 LiDAR 讀數確定距離。該應用程式還可以使用整個物體和人員的多個讀數來執行計算，例如確定人員或物體的高度。

LiDAR 資料還可用於建立實體物件的數位複製品，或建立更可信的數位模型擴增實境應用使用深度讀數來感知用戶周圍環境並相應地模擬數位物件是 Apple 支援 ARKit 的裝置的關鍵賣點。

雖然擴增實境應用程式已經存在於不支援 LiDAR 的裝置上，但 AR 元素通常位於使用者相機前方。將這些元素移近或移遠螢幕可能頗具挑戰性，如果任何物體在攝影機和元素預期位置之間移動，就會破壞視覺效果。

將 AR 元素放置在實體物件後面，或允許實體物件在攝影機和 AR 元素應該出現的位置之間穿過的能力稱為「物件遮蔽」。如果行動裝置沒有可靠的方法來理解深度，就不可能實現「物件遮擋」。

主要用途包括：讓互動式擴增實境體驗更貼近現實，打造更具吸引力的 Instagram 濾鏡，以及沉浸式擴增實境遊戲。當然，這些只是 LiDAR 在智慧型手機上的一些應用。大多數 LiDAR 的用途都更為複雜。

LiDAR 的用途非常廣泛。

光達資料也可以透過直升機、無人機甚至衛星收集。像美國國家海洋和大氣管理局 (NOAA) 這樣的機構利用此類資訊創建高度詳細和精確的地形圖。這些地圖可用於生物學、地球科學、氣象學、建築學，並協助災難情況.

此外，LiDAR 技術不僅可以探測物體的距離，由於光線可以穿過不同密度的物體，因此 LiDAR 可以用來更好地了解物體和地形的組成。

有時，光達可以讓我們看到原本無法看到的東西。美國國家海洋暨大氣總署（NOAA）和類似組織國家環境觀測網絡這些數據用於繪製水下甚至植被覆蓋區域的地圖。

考古學領域也大力推行雷射測繪技術。光達能夠「透視」各種材料，這已幫助人們發現了茂密森林或海底的失落歷史遺址。

光達有兩種類型。地形光達是最常見的類型，用於迄今為止討論的大多數應用。深度雷射雷達的工作原理類似，但使用綠光而不是近紅外光，專門用於水面探測。

如何使用深度感知？

如果你有興趣親自嘗試 LiDAR，那就來吧！ LiDAR 內建於 12.9 吋 iPad Pro（第四代及更新機型）、11 吋 iPad Pro（第二代及更新機型）、iPhone 12 Pro 和 iPhone 12 Pro Max。三星 Galaxy S20 Ultra 也配備了 LiDAR 版本。

您也可以購買 LiDAR 掃描器。單點型號的價格不到 100 美元，而功能更強大的型號則可能要花費數千美元。

Android 用戶現在可能會感到被冷落。誠然，Android 的 ARCore 並非為了應對蘋果的 LiDAR 產品而推出。然而，谷歌宣布關於使用攝影機和其他感測器（而不是 LiDAR）來提供深度和遮蔽的深度 API。

雖然 Depth API 能否像 LiDAR 一樣有效（至少在早期版本中）尚存疑問，但它以更低的成本為消費者帶來了許多相同的功能。該 API 將在 Galaxy Note 10+ 和 Galaxy S20 Ultra 之後的手機中推出。