ما هو الليدار؟ كيف تستخدم الأجهزة اليومية الليزر لمسح بيئتك من حولك

تعج الإلكترونيات الحديثة بالكاميرات والبلوتوث وأجهزة الاستشعار الأخرى الأقل شيوعًا. الليدار LIDAR هو أحد هذه المستشعرات التي وجدت طريقها إلى آيفون 12 من آبل، بالإضافة إلى العديد من مكانس الروبوت ومعظم السيارات ذاتية القيادة.

يرمز الليدار إلى اكتشاف الضوء وتحديد المدى Light Detection and Ranging وهو يشبه رادار ولكنه يستبدل ضوء الليزر بدلاً من موجات الراديو. وهو جهاز استشعار مهم بشكل متزايد في الإلكترونيات الاستهلاكية.

ما هو الليدار وكيف يعمل

قد تكون على دراية بأن رادار (الكشف عن الراديو وتحديد المدى) ينقل موجات الراديو ويقيس الوقت المستغرق للحصول على إشارة عودة ، والتي توفر معلومات حول مدى بُعد الكائنات.

يعمل الليدار بنفس الطريقة تقريبًا ، حيث يقيس “وقت الرحلة” (ToF) لشعاع الليزر للحصول على معلومات حول الأشياء التي يرتد عنها الليزر.

على الرغم من ذلك ، يتمتع الليدار بميزة كبيرة على رادار . نظرًا لأن الطول الموجي للضوء أقصر بكثير من موجات الراديو ، فهو أكثر دقة ويمكنه رسم صورة أكثر تفصيلاً للهدف. هذا يعني أن الليدار لا يقيس فقط المسافة إلى شيء ما ؛ يمكن أن يستنتج الكثير من المعلومات حول شكل الكائن أيضًا.

هذا ليس كل شئ؛ باستخدام الأصوات المتكررة ، من الممكن تحديد ليس فقط اتجاه حركته وسرعته ، ولكن أيضًا اتجاهه. على سبيل المثال ، يمكن لجهاز مع الليدار التعرف على تفاصيل حول كيفية دوران الكائنات القريبة وما إذا كانت تواجه جهاز الليدار أو بعيدًا عنه.

لا يعد الليدار أول مستشعر وقت الرحلة يجد طريقه إلى الإلكترونيات الاستهلاكية. تمتلك سامسونج مستشعرات الأشعة تحت الحمراء ToF في الهواتف الذكية مثل جالاكسي S20 + و جالاكسي S20 ألترا ، على سبيل المثال ، لكنها ليست ليزر ، بل أشعة تحت الحمراء فقط. تشتمل هواتف Galaxy أيضًا على تطبيق يسمى قياس سريع Quick Measure يستخدم ToF لتقدير حجم وحجم كائن أمام الهاتف.

لكن مستشعرات الليدار الحقيقية مثل تلك الموجودة في آيفون 12 برو ترسل نمطًا يشبه الشبكة من الليزر بدلاً من شعاع واحد ، مما يجعل الليدار أكثر دقة وأسرع في تطوير صورة البيئة.

كيف يتم استخدام LiDAR في الإلكترونيات الاستهلاكية

تاريخيًا ، يعد الليدار أداة علمية تُستخدم في تطبيقات مثل الطائرات والطائرات بدون طيار لرسم خريطة لسطح الأرض. في الآونة الأخيرة ، انخفضت تكلفة مستشعرات الليدار وتجد الليدار طريقها إلى المزيد والمزيد من الأجهزة التي تركز على المستهلك.

في حين أن التطبيق العام – تطوير صورة مفصلة للبيئة المحلية – هو نفسه تقريبًا ، تستخدم الأجهزة المختلفة ليدار بشكل مختلف. فيما يلي التطبيقات الرئيسية المستخدمة اليوم:

  • الهواتف الذكية. الاستخدام الرئيسي لالليدار في الهواتف الذكية مثل آيفون 12 برو هو التصوير الحاسوبي – على وجه التحديد ، باستخدام قدرات استشعار العمق في الليدار لتحسين أوضاع الصور مثل الصور الليلية. لكن الليدار لديه الكثير من الإمكانات للواقع المعزز (AR) ، حيث يتم تضمين المرئيات التي تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر في بيئة العالم الحقيقي (كما تظهر من خلال كاميرا الهاتف) على شاشة الهاتف.
  • الروبوتات. تستخدم المكنسات الروبوتية بشكل متزايد الليدار للملاحة وتجنب العوائق. يمكن للمكانس الكهربائية من علامات تجارية مثل Wyze و Roborock ، على سبيل المثال ، تحديد أنواع العقبات التي تواجهها (مثل تمييز حذاء عن لعبة طفل) والتنقل بشكل أفضل حولها.
  • سيارات. بينما لا تحتوي تسلا حاليًا على مستشعرات الليدار في أي من سياراتها ذات أوضاع القيادة الذاتية ، فإن العديد من السيارات النموذجية الأخرى ذاتية القيادة تعتمد جزئيًا على الليدار لرسم خريطة للتضاريس والطرق والسيارات والأشخاص حول السيارة.