El futuro número de patente de Sen
Para los usuarios comunes, es posible que no sean muy conscientes de este cambio, pero para el mercado lidar global, esto puede ser un mensaje que indica la dirección futura.
Lidar no es una tecnología nueva. Se lanzó en la década de 1980 y se comercializó en la década de 1990. En la última década ha surgido la conducción autónoma. Lidar se considera los "ojos" de la conducción autónoma y ha atraído mucha atención.
Sin embargo, el lidar montado en un vehículo es caro y voluminoso, y el precio puede superar los 10.000 yuanes, lo que aumentará considerablemente el coste del coche, hasta el punto de que el fundador de Tesla, Elon Musk, dijo: "Todos los que lo utilicen lidar es una tontería." Sin embargo, actualmente el lidar montado en vehículos solo se puede utilizar para pruebas de conducción autónoma y no se puede comercializar a gran escala.
La tecnología lidar de Apple no es tan complicada, pero Apple tiene varios precedentes de promover toda la cadena industrial por sí sola, y este cambio también puede ocurrirle al lidar.
Apple es buena para llevar tecnologías maduras al mercado de consumo masivo, y lidar es otro ejemplo.
Detrás del lidar del iPad todavía se encuentra la tecnología de visión tridimensional ToF (tiempo de vuelo). La esencia de la tecnología ToF es utilizar un radar para emitir una variedad de ondas de luz que se reflejan en los obstáculos. Al medir el tiempo de vuelo entre la luz emitida y reflejada, se puede estimar la profundidad y determinar la distancia, lo que permite obtener una imagen en 3D del objeto que se está midiendo. En la década de 1960, con la invención del láser, el uso de ondas de luz para medir la distancia se convirtió en una realidad.
Desde 2016, los fabricantes de teléfonos móviles han desencadenado una ola de "todo puede ser ToF". Los teléfonos inteligentes Huawei, Samsung, OPPO y vivo están interesados en el control remoto de la pantalla, ToF Mito y otras funciones (optimizando la función de profundidad de campo para la fotografía con teléfonos móviles).
¿Es este el iPad pro cocinando una comida fría?
Ese no es el caso. La tecnología ToF se puede dividir en iToF y dToF. Según los expertos, el principio de iToF es relativamente simple y utiliza el escaneo de una fuente de luz infrarroja, lo que dificulta la integración. Sin embargo, sus deficiencias también son obvias. En primer lugar, la precisión es baja y la capacidad antiinterferencia es deficiente. En segundo lugar, su consumo de energía es elevado, que aumenta mucho con la distancia. Esto significa que iToF no puede capturar imágenes 3D en movimiento de alta precisión y su papel en aplicaciones prácticas es bastante débil.
Por el contrario, dToF mejora la precisión de la medición a través de SPAD (diodo de avalancha de fotón único) + TDC (circuito de conversión de tiempo a digital), que corresponde a un tiempo más rápido, tiene un menor consumo de energía y una mayor capacidad antiinterferente. Sin embargo, dToF tiene altos requisitos de hardware, dificultad de integración, alto costo y rara vez se usa en productos de electrónica de consumo.
Apple eligió la tecnología dToF. Según él, un escáner lidar especial utiliza el tiempo de vuelo directo (dToF) para medir la luz reflejada a una distancia de hasta cinco metros en ambientes interiores o exteriores. Detecta a nivel de fotones y opera a velocidades de nanosegundos. No solo eso, el escáner lidar coopera con las cámaras traseras duales, los sensores de movimiento y la arquitectura de iPadOS para realizar mediciones de profundidad.
El cuello de botella en la aplicación de la tecnología dToF en pequeños productos electrónicos de consumo es que SPAD es difícil de miniaturizar. El usuario de Zhihu, Eric Zhang, dijo que cuanto mayor sea el SPAD, mayor será la resolución del lidar. Él cree que el lidar del iPad Pro es un gran avance en este sentido y estima que la resolución del lidar puede alcanzar entre QVGA y VGA (320 * 240 píxeles a 640 * 480 píxeles). En otras palabras, se mejorará el rendimiento de la cámara del iPad Pro y también se mejorará enormemente la precisión y fluidez de la experiencia AR.
Con respecto al efecto AR en el nuevo iPad Pro, Apple declaró oficialmente: "Las aplicaciones de realidad aumentada pueden brindar a las personas una sensación de realidad más fuerte: ahora se pueden colocar objetos virtuales al instante; la función de oclusión de objetos realistas permite la visualización virtual". los objetos que se insertarán hacia adelante y hacia atrás en la estructura de la escena real; las funciones de captura de movimiento y oclusión de personajes también se han optimizado para una mayor precisión”.
Además, la incorporación de la cámara ultra gran angular puede También permite que el iPad Pro 2020 capture un ángulo de disparo más amplio. También hay una mayor mejora en videos e imágenes 4K.
Con la ayuda de lidar, el iPad Pro 2020 añade más imaginación a la realidad aumentada (AR) y otros campos.
En este sentido, Apple presentó tres escenarios típicos: medición de altura AR, juegos AR y decoración del hogar IKEA AR. Tomemos como ejemplo el juego de realidad aumentada "Hot Lava". El escáner lidar del iPad Pro puede convertir la sala de estar en un campo de magma, y los niños deben saltar sobre los muebles para evitar el magma simulado en el suelo.
Hay muchos fabricantes de teléfonos móviles que adoran la tecnología ToF. ¿Por qué Apple fue el primero en lanzar un escáner lidar?
Esto surge del pensamiento inicial de Apple en la fabricación de automóviles. En 2014, nació oficialmente el plan de construcción de automóviles de Apple, el “Proyecto Titán”. En ese momento, Apple esperaba replicar el éxito del iPhone produciendo un automóvil completamente autónomo desde cero y compitiendo con proyectos de otros fabricantes de automóviles. Para ello, Apple contrató a personas de todo el mundo, y el departamento llegó a tener hasta 2.700 empleados.
Sin embargo, el camino de Apple hacia la fabricación de automóviles no ha sido fácil. Después de un cambio de responsable y un ajuste en la dirección de I+D, el Proyecto Titán fue archivado y Apple se centró en los sistemas sin conductor en 2016. En 2019, según informes de medios extranjeros, Apple declaró en un correo electrónico al Departamento de Desarrollo del Empleo de California que su división de vehículos autónomos planeaba despedir a 190 empleados.
A pesar de tropezar en el camino de la conducción autónoma, Apple todavía tiene algunos avances tecnológicos. En noviembre de 2018, la Oficina de Patentes y Marcas de los Estados Unidos anunció oficialmente una nueva patente para la cámara de profundidad de Apple llamada "Multi-Range TOF Sensing". La patente se centra principalmente en la optimización de los componentes optoelectrónicos de la cámara, especialmente el sensor lidar.
Después de que TriLumina desarrollara un láser de emisión de superficie de cavidad vertical VCSEL de alta calidad, bajo costo de producción y baja potencia, Apple solicitó una nueva patente sobre el tema de la combinación de tecnología lidar y VCSEL. nuevos productos como cámaras ToF y ar.
2065438+En abril de 2009, Reuters informó, citando a personas familiarizadas con el asunto, que Apple está buscando equipos lidar que sean más pequeños, más baratos y más fáciles de producir en masa que la tecnología actual. Es posible que estas patentes y hardware hayan contribuido significativamente a la creación de un iPad Pro equipado con lidar.
El lidar para iPad pro, que se originó en la fabricación de automóviles, es naturalmente muy diferente del lidar montado en vehículos.
Mark, cofundador de RoboSense y director de operaciones de una empresa lidar en el campo de la conducción autónoma, afirmó en una entrevista con Zhidx: "Esto es completamente diferente". El lidar de un coche del tamaño de la cartera de un hombre y el lidar de un iPad Pro solo pueden detectar unos pocos metros, tienen diferentes estándares de detección y son más baratos. En comparación, el lidar montado en vehículos garantiza principalmente la seguridad, tiene un largo alcance de reconocimiento y altos requisitos de rendimiento.
Un ingeniero de algoritmos del proveedor de camiones sin conductor L4 Tucson dijo a Future Auto Daily (ID: auto-time): "En comparación con los automóviles de pasajeros comunes, los camiones necesitan transportar mercancías, por lo que no pueden frenar repentinamente, por lo que la detección La distancia del camión autónomo debe ser de 1000 m." Mark especuló particularmente que es probable que el lidar en la parte posterior del nuevo iPad Pro utilice una solución flash sin escaneo. Este método tiene el problema de la corta distancia de detección en aplicaciones de automóviles y es perfecto en el escenario establecido por Apple. Además, según Mark, en comparación con el lidar montado en un vehículo, la solución dToF del iPad Pro es un sensor 3D plano fijo, que es una línea única o multilínea giratoria.
Sin embargo, incluso si no hay innovaciones revolucionarias en tecnología, las enormes ventas anuales del iPad Pro y los iPhone posteriores inevitablemente harán que toda la cadena industrial de lidar madure rápidamente y, al mismo tiempo, impulse el uso de lidar en otros productos electrónicos de consumo para promover la popularización de la tecnología lidar. Para entonces, los fabricantes tendrán libertad para lograr más innovaciones tecnológicas.
Autor|Jiao
Editor|Xu Yang