Blog

LiDAR: heel ToF, maar ook haalbaar?

By februari 15, 2021februari 23rd, 2021No Comments

Van Apollo 15, over zelfrijdende wagens tot recht in jouw broekzak. Dat is ongeveer het voorbije traject én de toekomst van LiDAR, een lasertechniek die eigenlijk al lang bestaat, maar de laatste jaren ook productioneel wordt klaargestoomd om in dagelijkse toepassingen te gebruiken. LiDAR onderscheidt zich van andere lasertechnieken omwille van de grote precisie waarmee een omgeving gescand kan worden. En dat biedt heel wat mogelijkheden op het vlak van AR en VR. Daarom neemt het AR/VR-team bij RMDY enkele voor- en nadelen onder de loep en kijken we ook naar het ontstaan en specifieke toepassingen ervan.

Wat is LiDAR?

LiDAR staat voor Light Detection And Ranging en vindt zijn oorsprong in de ruimtevaart, waar het onder andere tijdens de Apollo 15-missie werd gebruikt om het maanoppervlak te scannen en te meten. De techniek maakt gebruik van lasers om de afstand tot objecten te bepalen. Dat doet het door ultraviolet of infrarood licht uit te zenden en te meten hoe lang het duurt voor het licht weerkaatst wordt. Dit type sensoren heet ‘time-of-flight’ (of ToF-) camera’s die door het uitsturen van een lichtpuls afstanden berekenen. LiDAR onderscheidt zich van een standaard ToF-camera door meerdere lichtpulsen tegelijkertijd uit te sturen. Zo kan een LiDAR-sensor een beeld vormen van een volledig object, waar een gewone ToF-camera enkel afstand meet. Dat verschil heet time-of-flight-LiDAR tegenover doppler-LiDAR.

Hoe wordt LiDAR toegepast?

Sinds het ontstaan van de laser in de jaren ’60 van vorige eeuw werd de techniek oorspronkelijk dus vooral ingezet in de lucht- en ruimtevaart om afstanden en hoogtes te meten. Doorheen de jaren zijn ook andere industrieën zich gaan interesseren in de techniek. Een aantal korte voorbeelden ter illustratie:

  • Landbouw: Veel zelfrijdende voertuigen worden uitgerust met de lasermethode om stallen, andere immobiele voorwerpen of de omvang van akkers te meten.
  • Auto-industrie: Die laatste toepassing zien we ook vaker terugkomen in de auto-industrie, waar de ontwikkeling van zelfrijdende auto’s volop aan de gang is. Het detecteren van afstanden en al dan niet mobiele objecten speelt hier vanzelfsprekend een grote rol in.
  • Smartphones: Omdat verschillende industrieën zich meer en meer toespitsen op LiDAR-toepassingen wordt ook de productie van de nodige sensoren steeds toegankelijker. Zo beschikt de Iphone 12 Pro over LiDAR-technieken die de camerafunctie verbeteren en mogelijkheden biedt voor Augmented Reality (AR).

De grote kracht schuilt met andere woorden in de precisie waarmee gemeten wordt en net daarom is deze slimme techniek zo interessant voor het AR/VR-team van RMDY. Een sensor die een omgeving uiterst gedetailleerd in kaart kan brengen biedt immers heel wat mogelijkheden voor de AR- en VR-toepassingen waaraan zij werken. 

Voor- en nadelen

Welke pro’s en contra’s zijn er verbonden aan het gebruik van LiDAR in AR- en VR-toepassingen? We maakten een overzicht van beide en starten met de voordelen.

  • Om te beginnen is de camera van enkele recente smartphones uitgerust met LiDAR-sensors. Daardoor zijn die toestellen in staat om sneller te kunnen focussen op objecten en stijgt de fotokwaliteit, vooral bij matige lichtkwaliteit of night portraits.
  • Daarnaast biedt het ook voor smartphones de mogelijkheid om AR- en VR-applicaties te gebruiken, waardoor ook de brug naar dagelijkse toepassingen met AR gemaakt wordt.
  • Waarom deze sensoren zo interessant zijn voor AR en VR schuilt vervolgens in de snelheid waarmee je de afstand tot een object of vlak scant. Dit gebeurt namelijk quasi onmiddellijk, waardoor je niet moet rondkijken met je toestel. Voordien kon dit tientallen seconden in beslag nemen.
  • Een LiDAR-sensor scant daarnaast ook vollediger, waardoor het toestel zich als het ware bewust is van welke objecten er zich in de omgeving bevinden en er als gevolg ook mee in interactie kan treden. Zo kan je bijvoorbeeld een bal realistisch van een trap laten rollen of een object achter een ander verstoppen.
  • Tot slot zorgt de LiDAR-sensor er ook voor dat virtuele objecten stabieler in hun omgeving blijven staan door nauwkeuriger de bewegingen van de gebruiker bij te houden.

Een LiDAR-sensor brengt de omgeving dus sneller, kwalitatiever en vollediger in beeld, waardoor de kwaliteit van het beeldmateriaal toeneemt en de interactieve mogelijkheden groter worden. Toch is er ook één groot nadeel verbonden aan het gebruik van de techniek. Dat is namelijk het prijskaartje

Zoals gezegd, verkennen verschillende industrieën het gebruik van LiDAR-sensoren, maar steekt de hoge productiekost daarvan voorlopig nog een stokje voor echt toegankelijke toepassingen. Dergelijke sensoren kunnen €9000 kosten, waardoor het niet evident is om dit in kleinere of meer kleinschalige toepassingen te implementeren, zoals tablets en smartphones. Daar wordt momenteel door verschillende producenten van de sensoren aan gewerkt en dat biedt perspectief voor de toekomst.

Besluit

LiDAR is zeker geen nieuwe techniek, maar komt de laatste jaren meer aan de oppervlakte in industrieën zoals de landbouw- en auto-industrie, en in nieuwe smartphones en AR- en VR-toepassingen. Daarom boog ons AR/VR-team zich ook over de vele voordelen van de techniek. Die zijn ontegensprekelijk overtuigend, maar botsen voorlopig nog op het hoge prijskaartje van de productie van LiDAR-sensoren. Dat overschaduwt momenteel nog een meer alledaags gebruik van LiDAR-toepassingen, maar eens dat wordt opgelost, kan LiDAR echt een onderdeel worden van ons dagelijks leven. 

Bronnen

Wil je meer weten over hoe wij AR en VR inzetten in onze digitale expertise of ben je benieuwd naar onze AR- en VR-realisaties?

Ontdek onze AR/VR-expertise

HQ
RMDY NV
Prins Boudewijnlaan 43
2650 Edegem

T: +32 3 450 86 42
E: info@rmdy.be