LiDAR センサーと ToF センサー: 違いは何ですか?

最近、新しい Apple デバイスのカメラに関する記事で LiDAR センサーというフレーズをよく目にします。このフレーズは頻繁に飛び交うため、拡張現実携帯電話はどのような方法でも機能することができ、特に Samsung 製携帯電話を次のレベルに引き上げる ToF ツールで機能することが忘れられています。

では、LiDAR と ToF の違いはどこにあるのでしょうか?クアントリマンで調べてみましょう。

ToFとは何ですか？

ToF はタイム オブ フライトの略です。実際、ToF では距離を決定するために光 (または音) の速度が関係します。光がデバイスから出て、物体に到達し、戻ってくるまでの時間を測定します。すべて 2 つの期間に分割され、デバイスから物体または表面までの距離を示します。

Android デバイスは ToF センサーを使用します

したがって、すべての LiDAR は一種の Time of Flight ですが、すべての ToF が LiDAR であるわけではありません。簡単に言えば、ToFとは光学式距離測定のことであり、LiDARとは関係ありません。

LiDARとは何ですか?

LiDAR は、Light Detection and Ranging の略です。この技術では、レーザー、またはレーザー ビームと上記と同様の光源が使用されます。

iPhoneのLiDARセンサー

単一の LiDAR センサーを使用して部屋の幅を測定できますが、複数の LiDAR センサーを使用して「点群」を作成することもできます。これらの点は、オブジェクトの 3D モデルやエリア全体の地形図を作成するために使用されます。

LiDAR はモバイル デバイスにとっては新しいものかもしれませんが、実際にはこのテクノロジーはかなり前から存在しています。携帯電話にインストールされていない場合、LiDAR は水中環境のマッピングから遺跡まであらゆることを行うために使用されます。

LiDARとToFの違い

LiDAR と他の形式の ToF の機能的な違いは、LiDAR がパルス レーザーを使用して「点群」を構築し、それを使用して地図または 3D 画像を構築することです。 ToF アプリケーションは、多くの場合、標準の RGB カメラを介した光検出に基づいて「深度マップ」を作成します。

LiDAR と比較した ToF の利点は、ToF は特殊な機器を必要としないため、小型で安価なデバイスで使用できることです。 LiDAR の利点は、コンピューターが深度マップと比較して点群を簡単に読み取ることができるという事実から生まれます。

Google が Android 用に作成した Depth API は、深度マップを作成して「特徴点」を認識することにより、ToF をサポートするデバイスで最もよく機能します。これらの特徴点は、多くの場合、異なる光強度の間の障壁となり、環境内の異なる平面を定義するために使用されます。これにより、基本的には低解像度の点群が作成されます。

ToF と LiDAR がモバイル AR でどのように機能するか

深度マップと点群は優れており、一部のユーザーにとってはそれだけで十分です。ただし、ほとんどの AR アプリケーションでは、このデータをコンテキスト化する必要があります。 ToF と LiDAR は両方とも、モバイル デバイス上の他のセンサーと連携してこれを実現します。具体的には、これらのプラットフォームは携帯電話の向きと動きを理解する必要があります。

LiDAR は ToF よりも優れていますか?

正確に言うと、LiDAR は ToF よりも高速かつ正確です。ただし、これは新しいテクノロジーのアプリケーションではさらに重要になります。

たとえば、Google の ToF および Depth API は、白い壁のような大きくてテクスチャの低い平面を理解することが困難です。そのため、この方法を使用するアプリケーションが物理世界の特定の表面にデジタル オブジェクトを正確に配置することが困難になる可能性があります。 LiDAR を使用するアプリケーションでは、この問題が発生する可能性は低くなります。

ただし、構造的に多様な環境や大規模な環境を含むアプリケーションでは、この問題が発生する可能性は高くありません。さらに、モバイルベースの消費者向け AR アプリケーションのほとんどは、ユーザーの顔や体に AR フィルターを使用しますが、このアプリケーションでは表面が大きいために問題が発生する可能性が低いです。

なぜ Apple と Google は異なる深度センサーを使用しているのでしょうか?

Appleは、LiDAR互換デバイスをリリースするにあたり、センサーとハードウェアを組み合わせて「よりプロフェッショナルなワークフローを開き、プロの写真およびビデオアプリケーションをサポート」したと述べている。 LiDAR対応のiPad Proは「拡張現実のための世界最高のデバイス」であり、発売製品にはAppleの測定アプリが含まれています。

Google は、Depth API と新しいサポートデバイスラインが LiDAR を使用しない理由を詳しく説明しています。 LiDAR を使用すると、Android デバイスの軽量化と手頃な価格が維持され、さらにアクセシビリティにおいて大きな利点が得られます。

Android スマートフォンは多くの企業によって製造されているため、LiDAR の採用では、他のモデルよりも LiDAR 互換モデルが優先されます。さらに、Depth API には標準のカメラのみが必要なため、より多くのデバイスとの下位互換性があります。