لایدار چیست و چه کاربردی در آیفون دارد؟

لایدار چیست؟

لایدار “Light Detection And Ranging” یک تکنیک رایج سنجش از دور است که برای ایجاد مدل‌ های سه بعدی با وضوح بالا استفاده می‌ شود. فناوری لایدار پالس های نور مادون قرمز را به جای امواج رادیویی ساطع می کند و زمان بازگشت آنها به منبع را اندازه گیری می کند.

با این کار می تواند اطلاعاتی در مورد شکل، فاصله و عمق اجسام بدست آورد. در واقع زمان بین پالس لیزر خروجی و پالس بازتابی، به حسگر اجازه می‌ دهد تا فاصله هر جسم را دقیقاً بر اساس سرعت نور محاسبه کند. LiDAR  میلیون‌ ها نقطه دقیق را در هر ثانیه ثبت می‌ کند، که از آنها می‌ توان یک ماتریس سه بعدی تولید کرد. اطلاعات مربوط به موقعیت، شکل و رفتار اشیاء را می توان از این نقشه برداری جامع از محیط به دست آورد.

لایدار در بسیاری از صنایع مختلف از جمله هوانوردی، ماهواره ها و وسایل نقلیه استفاده می شود. اما اخیراً این فناوری راه خود را به بازار گوشی های هوشمند باز کرده است. اپل یکی از شرکت ‌هایی است که از این حسگر در محصولات خود استفاده می‌ کند. جدیدترین محصولات اپل، آیفون 12 پرو و ​​پرو مکس، 13 پرو و ​​پرو مکس، 14 پرو و پرو مکس و آیپد پرو اکنون دارای اسکنر LIDAR داخلی هستند که می تواند نمایش های سه بعدی از اشیاء دور و نزدیک (تا فاصله 5 متری) ایجاد کند.

کاربردهای لایدار

ربات ها: فناوری لایدار به ربات ها کمک می کند تا با درک و شناسایی اشیا اطراف، از برخورد با آنها جلوگیری کند و بتوانند به راحتی در محیط اطراف خود حرکت کنند. این حسگرها اطلاعاتی را در زمان واقعی درباره محیط اطراف ربات مانند دیوارها، درها، افراد و سایر اشیاء ارائه می دهند. همچنین می تواند به ربات ها کمک کند تا طیف گسترده ای از وظایف را انجام دهند و به طور مستقل عمل کنند.

هواشناسی و مطالعات جوی

با فناوری لایدار، اندازه‌ گیری‌ های مختلفی مانند مشخصات ابرها، مطالعه الگوهای باد، مطالعه ذرات معلق در هوا و تعیین کمیت اجزای مختلف جوی را می‌ توان انجام داد. با اندازه گیری اجزای اتمسفر توسط حسگر، اطلاعات مفیدی در مورد فشار سطح، انتشار گازهای گلخانه ای و رطوبت بدست می آید.

وسایل نقلیه خودکار

خودروسازان در حال رقابت، برای توسعه ایمنی وسایل نقلیه خودکار خود از فناوری لایدار استفاده می کنند. در واقع این حسگرها چشم وسایل نقلیه خودکار هستند و بسیار دقیق تر از دوربین ها یا رادارها در تشخیص فاصله عمل می کنند. این فناوری با اندازه گیری و تولید میلیون ها نقطه در محیط اطراف خود یک نقشه سه بعدی از محیط ایجاد می کند. با این کار ایمنی وسایل نقلیه خودکار را در برخورد با عابر پیاده یا اشیاء بالا می برد.

جنگلداری

با استفاده از تکنولوژی لایدار می توان به ارزیابی ترکیب، ساختار، تراکم و سایر پارامترهای جنگل پرداخت. این ارزیابی معمولاً برای اطمینان از حفاظت از گیاهان و درختان یک جنگل انجام می شود. همچنین می توان از آن برای یافتن منطقه ای در جنگل که تحت تأثیر فعالیت های انسانی قرار گرفته است استفاده کرد. می توان از LIDAR آن  برای نظارت بر مسیر آتش سوزی در جنگل ها استفاده کرد و آتش نشانی را از آتش سوزی احتمالی بعدی جنگل آگاه کرد.

کشاورزی و لایدار

لایدار می تواند از طریق نظارت دقیق به کشاورزی کمک کند تا بازدهی افزایش یابد و از زمین به طور موثرتر استفاده کند. این نقشه های سه بعدی را می توان با اتصال LiDAR ها به پهپادها (وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین) تولید کرد. اندازه گیری دقیق مناطق کشاورزی و منابع طبیعی با استفاده از حسگر به کشاورزان امکان می دهد تا نقشه ‌های فوق‌ العاده دقیقی از زمین و باغ خود تهیه کنند.

نقشه های سه بعدی می توانند به مکان یابی همه درختان در یک باغ و نشان دادن جهت جریان آب در پایه هر درخت کمک کنند. همچنین می تواند به تعیین زمین دقیق مزرعه، شناسایی بهتر مناطق حوضه آب و جریان فرسایش کمک کند.

اکتشاف نفت و گاز و لایدار

بسیاری از منابع نفت و گاز در محیط‌ های بسیار نامناسب و بسیار متغیر واقع شده ‌اند که اکتشاف آنها را سخت می کند. بررسی پتانسیل یک مکان برای ظرفیت تولید، حمل و نقل یا پالایش نیاز به اطلاعات دقیق دارد.

لایدار با تهیه نقشه توپوگرافی از زمین در هر شرایط و محیطی، داده های دقیقی را با سرعت قابل توجه و کمترین هزینه در اختیار قرار می دهد. پس جای تعجب نیست که بسیاری از شرکت ‌های بزرگ نفت و گاز در حال سرمایه‌ گذاری روی LiDAR هستند. این فناوری همانطور که برای جنبه های عملیاتی و اکتشافی صنعت نفت و گاز مفید است، برای مواقع رخ دادن حوادث نیز بسیار مفید است.

تحلیل بلایای طبیعی

کاربردهای زیست محیطی برای لایدار فراوان است. این اسکن لیزری یک روش محبوب برای ارزیابی خطر سیل، جریان گدازه، رانش زمین، سونامی و ذخایر کربن در جنگل‌ است.

از جمله کاربردهای دیگر حسگر لایدار می توان به ضبط صفحه حوادث و جرایم، کاربرد در صنعت بازی، باستان شناسی، معادن و مواد معدنی، مدیریت حمل و نقل، اجرای قوانین، فیزیک، ستاره شناسی و … اشاره کرد.

کاربرد لایدار در آیفون

گرفتن عکس های بهتر

به گفته اپل اسکنر لایدار در گوشی های آیفون فوکوس خودکار را در شرایط نور کم ارتقاء می دهد و برای عکس ‌ها و فیلم‌ ها 6 برابر سریع‌ تر می‌ شود. فوکوس خودکار سریعتر در دوربین آیفون به این معنی است که تصاویر جزئیات بیشتر و تاری کمتری خواهند داشت، حتی اگر نور کافی وجود نداشته باشد. 

اندازه گیری دقیق

اسکنر لایدار در آیفون روشی بسیار دقیق برای اندازه گیری بدون نیاز به خط کش است. یک آیفون مجهز به LiDAR می تواند اطلاعات بسیار دقیقی در مورد بزرگی اجسام و فاصله آنها از یکدیگر را در اختیار قرار دهد.

بازی های واقعیت افزوده (AR)

رایج ترین کاربرد لایدار در آیفون برای اهداف واقعیت افزوده (AR) است. بازی‌ هایی مانند RC Club برای اسکن محیط اطراف و ایجاد یک زمین بازی یا واقعیت افزوده از حسگر LiDAR آیفون استفاده می ‌کنند. برخلاف اکثر بازی‌ های واقعیت افزوده، استفاده از این حسگر به بازی اجازه می ‌دهد دنیای مجازی را با جزئیات بیشتری و دقیق تری بسازد. این به اشیاء مجازی اجازه می دهد تا با دنیای واقعی روی صفحه ارتباط برقرار کنند.

بازسازی خانه

در گذشته برای بازسازی و تغییر دکوراسیون باید به تخیل و شانس بسنده می کردیم. به لطف اسکنر موجود در آیفون شما می توانید هر مکانی را در خانه خود اسکن کرده و آن را به یک کفپوش سه بعدی تبدیل کنید. اسکنر لایدار ابعاد، دکور و ویژگی های معماری اتاق را به تصویر می کشد و اسکن دقیقی از آن ایجاد می کند.

اسکن مدل های سه بعدی

اسکن سه بعدی یا فتوگرامتری فناوری است که فیلم سازان و برنامه نویسان بازی های سه بعدی چند سالی است از آن استفاده می کنند. با این فناوری توسعه دهندگان می توانند اشیاء واقعی را اسکن کرده و آن ها را وارد دنیای مجازی کنند. حال با ورود لایدار به گوشی آیفون همه می توانند از همان تکنیک حرفه ای برای پروژه های خود استفاده کنند. مدل سازی با LiDAR دقیق است، خلاقیت را بالا می برد و در هزینه و زمان صرفه جویی زیادی می شود.

ساخت دنیای VR

از اسکنر لایدار می توان برای تولید نسخه‌ های مجازی از مکان‌ های واقعی نیز استفاده کنید. در واقع  این اسکنر می تواند به شما کمک کند تا شکاف بین دنیای مجازی و واقعی را پر کنید. به عنوان مثال، اگر می خواهید خانه خود را بفروشید یا آن را اجاره دهید، می توانید از اسکنر LiDAR در آیفون خود برای ایجاد یک مدل سه بعدی از آن استفاده کنید. با این کار خریداران قبل از دیدار حضوری می توانند بصورت سه بعدی خانه را بازدید کنند. جفت کردن این فناوری با یک هدست واقعیت مجازی مانند Meta Quest 2، می تواند تجربه ای فراگیرتر را به شما ارائه دهد.

کدام اپلیکیشن های آیفون از لایدار استفاده می کنند؟

اپل از سال 2020 حسگر لایدار را به جدیدترین مجموعه آیفون و آیپد خود اضافه کرده است. این حسگر به شما امکان می دهد فضاهای سه بعدی مجازی را دقیقاً ترسیم کنید. همچنین می تواند به شما در اندازه گیری اشیاء نزدیک کمک کند. در زیر، به برخی از بهترین برنامه هایی که از حسگر LiDAR استفاده می کنند خواهیم پرداخت.

اسنپ چت – انتخاب ویرایشگر

اسنپ ​​چت یک برنامه پیام رسان محبوب است که در سراسر جهان استفاده می شود. یکی از دلایل محبوبیت این برنامه فیلترهای داخلی دوربین آن است. زمانی که اپل حسگر لایدار را به آیفون ‌ها اضافه کرد، اسنپ چت از اولین اپلیکیشن‌ هایی بود که با استفاده از قابلیت‌ های این حسگر، فیلترهایی را اضافه کرد. اسنپ ​​چت از LiDAR برای اسکن محیط و بارگیری فیلتر در زمان واقعی استفاده می کند.

Measure

اپلیکیشن Measure  با استفاده از اسکنر لایدار در آیفون می تواند فاصله عمودی یا افقی بین دو نقطه را اندازه گیری کند. این برنامه همچنین نقطه وسط بین دو نقطه را نشان می دهد. علاوه بر آن قادر است حتی قد افراد را نیز اندازه گیری کند. شما می توانید از اندازه گرفته شده عکس بگیرید و آن را به اشتراک بگذارید.

برای اندازه گیری قد افراد، اپلیکیشن Measure را باز کنید و آیفون را طوری قرار دهید که فردی که می خواهید اندازه گیری کنید، از سر تا پا روی صفحه ظاهر شود. پس از مدت کوتاهی، خطی در بالای سر فرد با اندازه‌ گیری قد ظاهر می‌شود که بسته به اینکه امپریال یا متریک در زیر تنظیمات > اندازه‌گیری > واحدهای اندازه‌ گیری انتخاب شده باشد، به صورت فوت و اینچ یا بر حسب سانتی‌ متر ظاهر می ‌شود.

Seeing AI

نرم افزار Seeing AI یا “دیدن با هوش مصنوعی” توسط مایکروسافت برای کمک به افراد نابینا و کم بینا توسعه داده شده است. این برنامه از قدرت هوش مصنوعی و داده های ثبت شده توسط حسگر لایدار برای تشخیص و توصیف اشیاء اطراف استفاده می کند.

اگرچه این برنامه از مدل های قدیمی آیفون مانند iPhone 6S، SE و بالاتر پشتیبانی می کند، اما با قدرت اسکنر LiDAR تشخیص اشیاء بسیار راحت تر شده است. با این قابلیت در آیفون می توان متن کوتاه، اسناد، محصولات، افراد، صحنه ها، ارز، رنگ، دست خط و حتی شدت نور را تشخیص داد.

Scaniverse

Scaniverse برنامه ای برای آیفون و آیپد است که به شما امکان می دهد اسکن های سه بعدی بسیار دقیقی انجام دهید. دقت آن به دلیل وجود اسکنر LiDAR در نسخه ‌های جدید اپل بیشتر است. اسکنرهای سه بعدی مختصات x، y و z بسیاری از نقاط روی سطوح اجسام را می گیرند. سپس این نقاط در یک فضای سه بعدی بازسازی می شوند و جسم فیزیکی اسکن شده را تجسم می کنند.

شما حتی می توانید پس از اسکن هم فواصل بین نقاط را هم اندازه گیری کنید، یا فیلتر اضافه کنید و یا هر تغییر مورد نیاز دیگری را مطابق میل خود انجام دهید. 

IKEA Place

IKEA از شرکت های پیشگام در فناوری واقعیت افزوده بود. در سال 2017، غول فروش مبلمان IKEA Place را راه اندازی کرد. IKEA Place اپلیکیشنی است که با آن می توانید بدون نیاز به خرید، مبلمان IKEA را در خانه خود ببینید.

زمانی که این اپلیکیشن منتشر شد، به دلیل اشتباهاتش در مقیاس واقعی، انتقادات زیادی به آن وارد شد. با این حال، با ورود آیفون 12 پرو به بازار، ایکیا به روز رسانی اپلیکیشن خود را منتشر کرد که از حسگر لایدار این گوشی ها برای بهینه سازی موقعیت اشیا در واقعیت افزوده بهره می برد.

اسکنر لایدار موجود در گوشی های آیفون جدید به کاربران اجازه می دهد قبل از خرید وسایل منزل، آنها را بصورت مجازی در خانه خود ببینند، سپس اقدام به خرید کنند. این فناوری تصمیم گیری برای خرید را بسیار ساده و بی دردسر کرده است. روز به روز به تعداد شرکت هایی که محصولات خود را بصورت سه بعدی در اختیار خریداران قرار می دهد افزوده می شود.

اشاره گر (لیزر) LiDAR

LiDAR Pointer یکی دیگر از برنامه های اندازه گیری در گوشی آیفون است. این برنامه هم می تواند فاصله بین دو شیء و هم زوایای آنها را اندازه گیری کند. همچنین فاصله بین گوشی و جسمی که به آن اشاره می کنید را با استفاده از حسگر لایدار محاسبه می کند. این برنامه به صورت آفلاین نیز کار می کند و استفاده از آن رایگان است.

SiteScape

SiteScape یکی از اولین برنامه های موبایلی متمرکز بر معماری، مهندسی و ساخت و ساز است که از حسگر لایدار تعبیه شده در آیفون و آیپد بهره می برد. متخصصان این حوزه می توانند به جای استفاده از یک اسکنر لیزری گران قیمت از این برنامه برای اندازه گیری سریع و دقیق بهره ببرند. اسکن های سه بعدی که توسط برنامه SiteScape ایجاد می شود، بعداً به هر نرم افزار و ابزار دیگری قابل انتقال است. به غیر از استفاده حرفه ای، افراد عادی نیز می توانند از این برنامه برای ایجاد اسکن های سه بعدی برای حفظ خاطره مکان مورد علاقه خود یا صرفاً برای سرگرمی استفاده کنند.

RC Club

حسگر لایدار فقط برای برنامه های کاربردی نیست. برخی از بازی ها نیز می توانند از این فناوری بهره ببرند تا ساعت ها برای افراد سرگرم کننده باشند. «RC Club – AR Racing Simulator» یک بازی واقعیت افزوده است که با آن می توانید ماشین های مجازی را در کف اتاق خواب خود رانندگی کنید. RC Club از حسگر لایدار آیفون برای ایجاد یک محیط AR استفاده می کند که کاربران در آن بازی می کنند.

بازی RC Club روی آیفون‌ های بدون حسگر LiDAR نیز کار می ‌کند. اما روی گوشی هایی که این حسگر دارند بهتر کار می‌ کند. فضای بازی و عملکرد ماشین ها به گونه ای ست که انگار همه چیز واقعی است. از گرانش و اصطکاک گرفته تا وزن خودروها و نیروهایی که بر روی آنها وارد می شوند، همگی به درجه واقعی بودن فضا می افزاید.

Room Planner

Room Planner یکی از بهترین اپلیکیشن هایی است که می توان با آن دکوراسیون خانه و اتاق خود را طراحی کنید. با استفاده از اسکنر لایدار در گوشی های آیفون جدید از محل مورد نظر عکس سه بعدی بگیرید، سپس تغییراتی را که دوست دارید روی اسکن اتاق اعمال کنید.

به عنوان مثال می توانید اتاق خود را با هر نوع مبل و وسیله ای و با هر رنگ و اندازه ای به سلیقه خود شبیه سازی کنید و از آن خروجی بگیرید. با این برنامه خیلی راحت و سریع و بدون هزینه می توانید به ایده ی دلخواه خود دست یابید.

منابع

• https://www.makeuseof.com/iphone-lidar-uses/
• https://www.igeeksblog.com/best-lidar-apps-for-iphone-ipad/
• https://circuitstream.com/blog/what-is-lidar
• https://levelfivesupplies.com/100-real-world-applications-of-lidar-technology/
• https://smartphotonics.nl/blog/how-lidar-works-in-autonomous-driving-vehicles-using-photonic-integrated-circuits/
• https://all3dp.com/2/best-lidar-scanner-app/