LiDAR- en ToF-sensoren: wat is het verschil?

De laatste tijd komen we de term LiDAR-sensor veel tegen in artikelen over camera's op nieuwe Apple-apparaten. Deze zin wordt zo vaak rondgegooid dat we vergeten dat Augmented Reality-telefoons op welke manier dan ook kunnen werken, vooral met ToF-tools die Samsung-telefoons naar een hoger niveau tillen.

Dus waar is het verschil tussen LiDAR en ToF? Laten we het uitzoeken met Quantrimang.

Wat is ToF?

ToF staat voor Time of Flight. Eigenlijk heeft ToF betrekking op de snelheid van het licht (of zelfs het geluid) om de afstand te bepalen. Het meet de tijd die licht nodig heeft om het apparaat te verlaten, het object te bereiken en terug te keren, allemaal verdeeld in twee perioden die de afstand van het apparaat tot het object of oppervlak aangeven.

Android-apparaten gebruiken ToF-sensoren

Dus alle LiDAR is een soort Time of Flight, maar niet alle ToF is LiDAR. Simpel gezegd betekent ToF optische afstandsmeting, wat geen verband houdt met LiDAR.

Wat is LiDAR?

LiDAR staat voor Light Detection and Ranging. Deze technologie maakt gebruik van een laser of een laserstraal en een soortgelijke lichtbron als hierboven.

LiDAR-sensor op iPhone

Eén enkele LiDAR-sensor kan worden gebruikt om de breedte van een kamer te meten, maar er kunnen meerdere LiDAR-sensoren worden gebruikt om een ​​‘puntenwolk’ te creëren. Deze punten worden gebruikt om een ​​3D-model van een object of een topografische kaart van een heel gebied te maken.

Hoewel LiDAR misschien nieuw is voor mobiele apparaten, bestaat de technologie al een tijdje. Wanneer LiDAR niet op een telefoon is geïnstalleerd, wordt het gebruikt om van alles te doen, van het in kaart brengen van onderwateromgevingen tot archeologische vindplaatsen.

Verschil tussen LiDAR en ToF

Het functionele verschil tussen LiDAR en andere vormen van ToF is dat LiDAR een gepulseerde laser gebruikt om een ​​‘puntenwolk’ te bouwen, die vervolgens wordt gebruikt om een ​​kaart of 3D-beeld te bouwen. ToF-toepassingen creëren "dieptekaarten" op basis van lichtdetectie, vaak via een standaard RGB-camera.

Het voordeel van ToF ten opzichte van LiDAR is dat ToF minder gespecialiseerde apparatuur vereist, zodat het kan worden gebruikt met kleine en goedkopere apparaten. Het voordeel van LiDAR komt voort uit het feit dat computers gemakkelijk puntenwolken kunnen lezen ten opzichte van dieptekaarten.

De Depth API die Google voor Android heeft gemaakt, werkt het beste op apparaten die ToF ondersteunen, door een dieptekaart te maken en 'feature points' te herkennen. Deze kenmerkpunten zijn vaak barrières tussen verschillende lichtintensiteiten, die vervolgens worden gebruikt om verschillende niveaus in de omgeving te definiëren. Dit creëert in wezen een puntenwolk met een lagere resolutie.

Hoe ToF en LiDAR werken met mobiele AR

Dieptekaarten en puntenwolken zijn geweldig, en voor sommige gebruikers is dat genoeg. Voor de meeste AR-toepassingen moeten deze gegevens echter in een context worden geplaatst. Zowel ToF als LiDAR bereiken dit door samen te werken met andere sensoren op mobiele apparaten. Deze platforms moeten met name de oriëntatie en beweging van uw telefoon begrijpen.

Is LiDAR beter dan ToF?

Om precies te zijn: LiDAR is sneller en nauwkeuriger dan ToF. Dit wordt echter belangrijker met nieuwe technologische toepassingen.

De ToF- en Depth-API's van Google hebben bijvoorbeeld moeite met het begrijpen van grote vlakken met een lage textuur, zoals witte muren. Dit kan het voor toepassingen die deze methode gebruiken lastig maken om digitale objecten nauwkeurig op bepaalde oppervlakken in de fysieke wereld te plaatsen. Applicaties die LiDAR gebruiken, hebben minder kans op dit probleem.

Toepassingen waarbij structureel diverse of grotere omgevingen betrokken zijn, zullen dit probleem echter waarschijnlijk niet ondervinden. Bovendien gebruiken de meeste mobiele AR-applicaties voor consumenten AR-filters op het gezicht of lichaam van de gebruiker – een applicatie die waarschijnlijk geen problemen zal ondervinden vanwege de grote oppervlakken.

Waarom gebruiken Apple en Google verschillende dieptesensoren?

Bij het uitbrengen van LiDAR-compatibele apparaten zegt Apple dat het de sensoren heeft gecombineerd met hardware om "meer professionele workflows te openen en professionele foto- en videotoepassingen te ondersteunen." De LiDAR-compatibele iPad Pro is "het beste apparaat ter wereld voor augmented reality", en het lanceringsproduct omvat de meetapps van Apple.

Google legt uitgebreid uit waarom hun Depth API en de nieuwe reeks ondersteunende apparaten geen gebruik maken van LiDAR. Werken met LiDAR houdt Android-apparaten lichter en betaalbaarder, en er is een groot voordeel op het gebied van toegankelijkheid.

Omdat Android-telefoons door veel bedrijven worden vervaardigd, zal de adoptie van LiDAR de voorkeur geven aan LiDAR-compatibele modellen boven andere. Omdat er alleen een standaardcamera nodig is, is de Depth API bovendien achterwaarts compatibel met meer apparaten.