大多数人对雷达扫描仪的工作原理都有一定的了解。这些传感器在导航中使用了数十年，向各个方向发送无线电信号并测量反射所需的时间，从而可以检测附近的物体。
LiDAR 代表“光检测和测距”，与雷达类似，但使用激光。当苹果开始将这种传感器集成到他们的设备中时，这种传感器在客户中变得更加广为人知。
LiDAR 的演变：从实验室到 Apple 设备
早在苹果产品采用激光雷达传感器之前，激光雷达传感器就已经被使用。该技术诞生于 20 世纪 60 年代，是激光束的最早用途之一。
LiDAR 和雷达的工作原理类似，但后者有些基础，更适合定位，而前者则可以进行详细的 3D 成像。此外，由于激光比雷达在更远的距离上保持高清晰度，因此它们可以与无线电信号扫描仪一起使用以获得更深入的信息。
最后，工业级激光雷达传感器（如天文学中使用的传感器）可以像汽车一样大，但用于较短距离的传感器可以小得多。因此，可能的用途差异很大。
大规模激光雷达应用
几十年来，激光雷达主要用于工业、政府和科学等大规模应用。
1. 太空探索
自发明以来，LiDAR 一直致力于 3D 测绘。在 1971 年阿波罗 15 号探险期间，宇航员使用激光雷达传感器绘制了月球表面地图。
如今，同样的技术仍在使用。NASA 派往火星的 Ingenuity 直升机依靠激光雷达扫描仪进行半自主操作，尤其是在起飞和着陆期间。由于信息从地球传输到火星以及将命令发送回红色星球需要七分钟，因此独创号需要自行发射和对接。
2. 深海研究
激光雷达也有更多的地面应用。例如，科学船在船体中使用 LiDAR 扫描仪来创建海底的 3D 版本。
这使得人们能够更好地了解海底，并可用于绘制水下山脉和其他海底特征的地图。水下航行器（有人或无人）可以使用激光雷达对其周围环境进行更详细的扫描。
3.生态学
在科学用途方面，激光雷达传感器也可用于环境测量。最早的用途之一是在 20 世纪 60 年代，测量城市空间中的自然云和污染云。
除此之外，嵌入飞机或卫星中的激光雷达也被部署来绘制树冠地图，以便对森林砍伐进行监督。重新造林还可以通过比较给定时间范围内特定区域的树木生长情况来衡量。
4. 地形地质
在激光雷达传感器广泛用于工业用途之前，高程图是通过结合常规照片和雷达数据来创建的。一架飞机飞越要绘制地图的区域，相机拍摄空中照片，雷达发射无线电信号。
这需要采取两步方法：飞机着陆后，雷达日志必须与照片时间戳同步，这使得任务非常耗时。使用 LiDAR 扫描仪，可以即时完成 3D 测绘（双关语），并使用照片作为额外的细节层。
由于不同的土壤以不同的方式吸收激光，因此这种方法也可用于研究地面成分。对于地质学家来说，这意味着研究的又一步变得更快，因为激光雷达传感器部分进行了现场研究。
五、交通运输
通过使用激光雷达传感器，交通系统的设计和操作也变得更加容易。有趣的是，激光雷达在交通领域有许多应用，例如测量使用给定路径的车辆的精确数量，以便为该道路制定更好的规划。
交通监控也可使用激光雷达扫描仪。固定式用于实时路况监测，移动式可安装为高性能测速雷达。这些陷阱比基于雷达的陷阱效果更好，因为它们可以在扫描时检测到违规车辆的车牌。
消费级激光雷达用途
自从 Apple 在 2020 年 iPad Pro 系列中加入 LiDAR 以来，许多电子产品开始集成 LiDAR。虽然到目前为止，还没有其他品牌在其手机或平板电脑中使用 LiDAR（Android 制造商往往更喜欢飞行时间 (ToF) 传感器），但我们日常使用的许多电子产品都配备了 LiDAR。
1. 扫地机器人
虽然入门级机器人真空吸尘器仅依靠接近传感器和记忆距离来完成工作，但最好的机器人真空吸尘器还拥有许多其他技术。LiDAR 传感器就是其中之一。
对于此类设备，激光雷达可以实现精确的环境测绘。有了这些信息，它就不会试图从地上吸走丢失的乐高积木，并且可以更好地了解家具之间的小间隙，以便更好地清洁。
2. 自动驾驶汽车
车辆上的接近传感器并不是什么新鲜事：几十年来，它们一直在帮助我们避免小型停车情况。然而，自动驾驶汽车需要先进的技术来避免严重事故。
因此，激光雷达是大多数自动驾驶汽车安全系统的重要组成部分。它可以提供有关汽车周围环境的实时详细和远程信息，包括建筑物、其他车辆，更重要的是，人。
一个值得注意的例外是特斯拉，该公司在其原型机上使用激光雷达传感器来微调其自动驾驶系统。他们销售的车辆仅配备摄像头以防止碰撞。然而，特斯拉的自动驾驶仪并不以其堪称典范的安全性而闻名。
3. 建筑与室内设计
iPhone 和 iPad 上有许多支持 LiDAR 的应用程序，包括一些用于建筑和装饰的应用程序。但专业人员可能需要更先进的工具来完成这项任务。
专用 LiDAR 传感器使建筑师和室内设计师能够创建室内和室外空间的精确 3D 地图。使用这些，他们可以节省测量时间，并可以更好地为客户开发解决方案。
用于建筑的 LiDAR 扫描仪还与专业人员用来创建建筑物和家具的 3D 建模软件集成。通过将所有数据集中在一起，他们可以确保项目在现实生活中看起来与数字模型尽可能相似。
LiDAR 的意义远不止苹果公司
苹果公司将像激光雷达这样有用的技术带到用户手中，值得赞扬。但激光雷达的历史并非始于库比蒂诺；而是始于库比蒂诺。事情也不会就此结束。
我们大多数人每天都依赖激光雷达传感器——通勤、家庭清洁，甚至是我们居住的建筑物——而且可能甚至不知道这一点。好吧，现在你知道了。