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오늘은 LiDAR 스캐너로 각종 물체를 스캔해봤습니다
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애플의 AR 기술: LiDAR Scanner (라이다 스캐너) – 네이버 블로그
애플이 아이패드에 사용하는 Lar 센서는 눈에 보이지 않는 적외선 영역의 파장의 빛, 좀 더 정확하게는 빛 펄스(Light pulse)를 보내면 빛 펄스가 물체 …
Source: m.blog.naver.com
Date Published: 5/3/2022
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5M 이내 공간 샅샅이··· 애플 라이다(LiDAR)란? 역할은? 잠재력 …
라이다 스캐너는 초당 수천 번 레이저를 발사, 실시간으로 거리와 함께 물체의 크기를 측정한다. 이 데이터를 활용해 3D 모델을 만들고, 자동 초점 기능을 …
Source: www.ciokorea.com
Date Published: 10/27/2022
View: 9818
라이다 – 나무위키
초당 수백 만개에 달하는 레이저 펄스를 발사하여되돌아오는 시간을 측정하여 스캔하는 기술로 흔히 보는 레이저 거리측량기 같은 장비가 이에 해당된다. RADAR는 2개의 …
Source: namu.wiki
Date Published: 4/4/2021
View: 8825
App Store에서 제공하는 LiDAR Scanner 3D
LiDAR Scanner 3D의 리뷰를 읽고 고객 평점을 비교할 수 있습니다. 스크린샷을 보고 자세한 내용을 확인해 보세요. LiDAR Scanner 3D 항목을 다운로드하고 iPhone, …
Source: apps.apple.com
Date Published: 7/26/2022
View: 7397
3D-LiDAR 센서 | SICK
3D-LiDAR 센서는 (3D 레이저 스캐너나 마찬가지로) 그 주변을 물체 움직임에 상관없이 거의 샅샅이 감지합니다. 그렇기 때문에 3D-LiDAR 센서는 자동화 차량의 충돌 …
Source: www.sick.com
Date Published: 9/17/2021
View: 2838
“라이다 스캐너, 아이폰13 프로에만 탑재” – 지디넷코리아
라이다 스캐너는 3차원(3D) 감지 기능을 사용해 최대 5미터 떨어진 주변 물체까지 빛이 이동한 거리를 측정하는 소형 센서다로 비행시간거리(ToF …
Source: zdnet.co.kr
Date Published: 10/19/2021
View: 7808
‘라이다(LiDAR)’ 활용도 높인다… 애플, 동영상앱에 AR 효과 …
이 같은 기능은 애플 제품에 탑재된 라이다 스캐너 덕분이다. 라이다 스캐너는 ToF(Time of Flight) 센서로도 불리는데 레이저 등 광원을 사용해 빛이 …
Source: www.opinionnews.co.kr
Date Published: 2/26/2022
View: 2333
라이다 스캐너 – 검색결과 | 쇼핑하우
[해외]MOEBIUS-360 도 라이다 스캐너 거리 센서 라이다 위치 탐색 경로 계획 장애물 회피, ROS 스마트 로봇. 180,600원. 프리쉽 무료배송.Source: m.shoppinghow.kakao.com
Date Published: 1/5/2022
View: 5562
iPhone 12 Pro에는 왜 자율주행차에 쓰는 LiDAR가 들어갔을까?
라이다는 LASER + RADER 장치라고 할 수 있습니다. 레이더는 전파를 사용하는데 라이다는 전파 대신 레이저를 쏘아서 주변을 탐지합니다. 라이다 스캐너 …
Source: bahns.net
Date Published: 11/15/2021
View: 5494
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주제에 대한 기사 평가 라 이다 스캐너
- Author: 더신자 TheSINZA
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- Date Published: 2020. 11. 24.
- Video Url link: https://www.youtube.com/watch?v=ttxpcrDzaHA
애플의 AR 기술: LiDAR Scanner (라이다 스캐너)
애플이 새로운 아이패드 프로 4세대를 출시했다. 애플이 아이패드 프로 4세대의 특징 중 하나로 강조하고 있는 것은 LiDAR(Light Detection and Ranging) 스캐너이다.
LiDAR Scanner(스캐너)란
애플은 자사 홈페이지에서 LiDAR(라이다) 스캐너에 대해 잘 설명하고 있다. 아래에서 빨간색 부분이 LiDAR 스캐너이다.
LiDAR 스캐너는 빛이 물체에 닿았다가 반사되어 돌아오는 데 걸리는 시간을 측정하여 거리를 파악하는 기술인 LiDAR(Light Detection and Ranging) 기술을 이용한 센서를 의미한다. 빛이 물체에 닿았다가 반사되어 돌아오는 데 걸리는 시간을 측정하여 거리를 파악하는 것을 ToF(Time of Fight) 라 한다. 즉, LiDAR 스캐너는 ToF 기술을 이용한 센서이다.
애플은 아래 소개된 글처럼 LiDAR 기술을 이용한 센서를 LiDAR 스캐너로 부른다. LiDAR 스캐너는 일반적인 학술 용어는 아니며, 애플이 자체적으로 부르는 용어이다.
(출처: 애플)
ToF(Time of Fight) 원리
LiDAR 스캐너(LiDAR 센서)와 DepthVision 카메라(ToF 카메라)
ToF을 이용한 센서는 1) Lidar 센서와 2) ToF 카메라로 구분할 수 있다. 이번에 출시된 애플의 아이패드는 LiDAR 스캐너라는 Lidar 센서가 들어가 있다. 반면, 삼성의 경우, Lidar 센서가 아니라 ToF 카메라를 갤럭시 S20 플러스와 갤럭시 S20 울트라에서 탑재하였다.
애플이 Lidar 센서에 대해 “LiDAR 스캐너”라고 부르는 것처럼 삼성도 자신의 스마트폰에 들어가는 ToF 카메라를 “DepthVision 카메라”라고 부른다. 카메라라고 하지만 우리가 생각하는 카메라가 아니라 센서이다. 삼성은 자사 영문 홈페이지에서 “DepthVision Camera”에 대해 아래와 같이 정의하고 있다.
(출처: 삼성)
LiDAR 스캐너(Lidar 센서) 원리
애플이 아이패드에 사용하는 Lidar 센서는 눈에 보이지 않는 적외선 영역의 파장의 빛, 좀 더 정확하게는 빛 펄스(Light pulse)를 보내면 빛 펄스가 물체에 닿았다가 반사되어 돌아오는 데 걸리는 시간을 측정하는 방식이다.
(출처: https://tof-insights.com)
ToF 카메라(DepthVison 카메라) 원리
삼성이 갤럭시 스마트폰에 사용하는 ToF 카메라는 빛에 물체에 닿았다가 반사되어 돌아오는데 걸리는 시간을 측정하는 ToF 방식을 이용한다는 점에서 LiDAR 스캐너와 유사하다. 하지만 ToF 카메라는 신호의 위상 차이를 검출하여 거리를 측정한다는 점에서 LiDAR 스캐너와 차이가 있다.
(출처: https://tof-insights.com)
애플이 ToF 카메라 대신에 LiDAR 센서를 사용한 이유
삼성 이외에도 LG, Sony, Oppo, Huawei 등 많은 제조사들이 ToF 카메라를 자사의 스마트폰에 사용하지만 애플은 왜 ToF 카메라 대신에 Lidar 센서를 이용하는 것일까? 그에 대한 대답은 ToF 카메라와 Lidar 센서의 장단점을 알면 어느 정도 알 수 있다.
LiDAR 센서 vs ToF 카메라
LiDAR 센서 장점
● ToF 카메라와 비교 시 안개가 낀 경우와 같은 시야가 좋지 않은 경우에도 상대적으로 더 정확한 측정이 가능함
● 더 정확하고 오차가 작음
LiDAR 센서 단점
● 비쌈
ToF 카메라 장점
● 작게 만들기 용이하고 쉽게 제작이 가능하여 제조원가가 상대적으로 낮음
ToF 카메라 단점
● 안개가 낀 경우와 같이 시야가 좋지 않은 경우 측정이 어려움
● 정확도가 Lidar 센서와 비교 시 떨어짐
LiDAR 센서와 ToF 카메라의 장단점을 보면 애플이 왜 ToF 카메라 대신에 LiDAR 센서를 사용하였는지 어느 정도 알 수 있다. 애플은 LiDAR 센서가 좀 더 비싸지만, 더 좋은 성능을 내는 방안을 선택했다. 아마 애플은 비싸더라도 좋은 성능을 내는 제품에 대해 소비자가 기꺼이 돈을 지불할 것이라는 자신감이 있었을 것이다.
당연히 ToF 카메라가 장착된 갤럭시폰보다는 LiDAR 센서가 장착된 아이패드의 성능이 더 좋을 것이다.
LiDAR 스캐너를 통한 애플의 비전
애플은 LiDAR 스캐너를 통해 증강 현실이 가능하다고 광고한다.
증강 현실(Augmented Reality, AR)은 현실 세계에 디지털 정보를 같이 디스플레이하는 기술을 의미한다.
반면, 가상 현실(Virtual Reality, VR)은 현실 세계 없이 전부 가상의 공간에 디지털 정보를 디스플레이하는 기술을 의미한다.
애플은 홈페이지에서 다양한 분야에서 활용될 수 있는 증강 현실(AR)의 사례에 대해 광고하고 있다.
애플의 CEO인 Tim Cook은 계속해서 ‘Next Big Thing’은 증강 현실(AR)이 될 것으로 예상한다고 강조하고 있다. 애플이 향후 어떤 사업에 집중할 것인지를 예상할 수 있는 발언이다.
해외 언론에 따르면, 애플은 AR 헤드셋을 2021년, 아니면 2022년에, 그리고 AR 스마트 글래스를 2023년에 출시할 예정이라고 한다.
이번에 아이패드에 LiDAR 스캐너를 넣은 것은 AR 헤드셋과 AR 스마트 글래스의 성공 가능성을 미리 테스트해 본다고 볼 수 있다. 또한, LiDAR 스캐너를 넣어 증강 현실(AR)과 관련된 어플(app)이 많이 출시되고, 소비자도 증강 현실(AR)과 관련된 어플(app)을 이용함으로써 증강 현실(AR)에 익숙해지고 AR 헤드셋과 AR 스마트 글래스를 출시하기 이전에 증강 현실(AR) 생태계를 구축하려는 의도가 엿보인다.
(출처: 애플)
애플 아이패드 프로 LiDAR Scanner(라이다 스캐너)에 들어간 센서는 소니 ToF 센서
TechInsights는 최근에 출시된 아이패드 프로 4세대 제품을 분해하여 라이다 스캐너에 소니의 센서가 들어갔음을 확인했다. 아래 왼쪽 그림에서 Receiver 부분이 소니의 ToF 센서이다. VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser) array는 어디에서 제조한 것인지 아직까지는 확인할 수 없었다. VCSEL에 대해서는 나중에 자세히 이야기할 기회가 있겠지만, 상단 표면(top surface)으로부터 수직으로 레이저를 쏘는 레이저 다이오드로 정의할 수 있다.
아이패드 프로 4세대에 들어간 소니 ToF 센서(Receiver 부분)와 라이다 스캐너 (출처: TechInsights)
아이패드 프로에 적용되는 것으로 추정되는 특허 하나를 소개하고자 한다. 특허의 내용을 통해 라이다 스캐너의 원리를 좀 더 이해할 수 있을 것이다.
아이패드 프로에 적용될 수 있는 애플 특허(US 10,261,578)
특허의 제목은 “Scanning depth engine”으로 2019년 4월 16일에 미국에서 등록되었다. 특허에서는 광 모듈(160)에 대해 다양한 실시 예들을 공개하고 있지만, 실제 아이패드 프로의 라이더 스캐너와 가장 유사한 모듈은 아래 그림에서 공개하는 광 모듈(160)이다.
아래 그림 왼쪽의 실제 아이패드 프로의 라이다 스캐너에서 위의 렌즈에서 VCSEL 어레이가, 아래의 렌즈에서 리시버(소니의 ToF 센서)가 있는 것으로 보인다. 아래의 애플의 특허에서도 VCSEL array(104)와 Receiver(114)에 대해 확인할 수 있다.
물체의 깊이를 측정하는 방식은
1) VCSEL 어레이(104)에서 레이저 펄스(laser pulse)를 쏘고,
2) 리시버(114)가 레이저 펄스가 물체에 닿았다가 반사되어 오는 빛을 수신하고,
3) 프로세서가 VCSEL 어레이에서 쏜 레이저 펄스와 수신기에서 수신된 레이저 펄스의 시간 차를 측정하여 거리를 계산하는 방식이다.
앞선 글에서도 언급한 바와 같이 신호의 위상 차이를 이용하여 거리를 계산하는 방법과 다르다.
아이패드 프로의 라이더 스캐너(출처: Image sensors world). 특허의 도 10B(출처: USPTO)
아래 그림은 VCSEL array의 구조를 나타낸다. 하나의 레이저 다이오드가 아니라 여러 개의 레이저 다이오드가 있음을 알 수 있다. 그래서 VCSEL 어레이이다.
특허의 도 11A, 11B(출처: USPTO)
레이저 다이오드(VCSEL) 어레이에서 사람의 눈에는 보이지 않는 적외선 파장의 빛이 나간다. 아래의 오른쪽 그림은 적외선 카메라로 촬영한 것으로, 사람의 눈에는 보이지 않지만 적외선 카메라로 촬영하면 보이는 점이다. 오른쪽 그림에서 점은 아래 왼쪽의 VCSEL 어레이에서 나온 레이저 빛이다.
특허의 도 11A, 11B(출처: USPTO)와 아이패드 프로의 라이더 센서의 VCSEL에서 출력되는 점들(dots) (출처: iFixIt)
아래 그림을 보면 라이다 스캐너에 이용되는 레이저 펄스들은 애플의 Face ID(페이스 아이디)에 이용되는 레이저 펄스들보다 훨씬 적음을 알 수 있다. Face ID(페이스 아이디)에 이용되는 레이저 펄스가 훨씬 더 많고 촘촘하다.
라이다 스캐너에 이용되는 방식은 ToF(Time of Flight) 방식이고, 애플의 Face ID에 이용되는 방식은 Structured Light 방식으로 그 구현 방식이 서로 다르다. 애플의 Face ID에 이용되는 Structured Light에 대해서는 다음 글에서 쓸 예정이다.
(출처: iFixIt)
라이다 스캐너와 페이스 아이디의 자세한 동작은 아래 동영상에서 확인할 수 있다.
특허의 핵심은 VCSEL 어레이에서 나오는 레이저 펄스의 power level를 제어하기 위한 프로세서에 있다. 특허와 공개된 자료를 통해 VCESEL 어레이, ToF 센서 등에 대해 확인할 수 있었으며, 아이패드의 라이더 스캐너의 원리를 어느 정도 이해할 수 있었다. 애플의 기술력은 ToF 센서 그 자체에 있지 않고, ToF 센서의 입출력 신호를 제어하는 프로세서에 있다고 할 것이다.
출처 특허만만
Apple iphone 12~13, Sony 차세대 3D 이미지센서 SPAD 소자 적용 – 미래 반도체 기술
App Store에서 제공하는 LiDAR Scanner 3D
품질만 더 올려줬으면 좋겠네요 품질 더 올리고 가격 5천해도 사겠습니다. 측정체를 감상할때 움직이는것이 어색합니다. 불편해요 대상체 전체를 왼쪽으로 움직이고 싶은데 어쩔때는 되고 어쩔때는 안됩니다.
라이다 스캐너의 스캔 품질이 너무 좋지 않다. 메쉬 노드간 거리가 너무 커서, 자동차 범퍼 스캔조차 불가능. SW에서 보완 가능하지 않을까 생각됨
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3D-LiDAR 센서
3D-LiDAR 센서
3차원 스캐닝
3D-LiDAR 센서는 (3D 레이저 스캐너나 마찬가지로) 그 주변을 물체 움직임에 상관없이 거의 샅샅이 감지합니다. 그렇기 때문에 3D-LiDAR 센서는 자동화 차량의 충돌 방지나 물체 감지 같은 과제에 안성맞춤입니다.
‘라이다(LiDAR)’ 활용도 높인다… 애플, 동영상앱에 AR 효과 기능 추가
라이다(LiDAR) 스캐너 기반 AR 효과 추가
아이폰12프로·맥스, 아이패드 프로(4·5세대)에서 이용 가능
AR 효과 이용한 동영상 SNS 등에서 공유 가능
스티커·텍스트 라벨·이모티콘 효과 등
향후 추가 기능 업데이트
애플이 동영상 제작앱 클립스 업데이트를 통해 AR 효과 기능을 추가했다. 사진=애플 뉴스룸
[오피니언뉴스=정세진 기자] 애플이 아이폰과 아이패드용 동영상 제작 앱인 클립스(Clips) 업데이트를 통해 직접 촬영한 동영상에 증강현실(AR) 효과를 적용할 수 있도록 지원한다고 26일 밝혔다.아이폰 12프로와 아이패드 프로 사용자들은 라이다(LiDAR) 스캐너를 통해 ‘AR 스페이시스 (Spaces)’를 이용하여 크리에이터들은 방의 윤곽에 매핑되는 시각 효과를 추가할 수 있게 됐다.
애플은 라이다 스캐너를 아이폰 12프로, 아이폰12 프로 맥스, 아이패드 프로(4세대 및 5세대)에 탑재했다.
애플은 뉴스룸을 통해 “사용자들이 친구 및 가족과 소통하고 서로를 즐겁게 하거나 재미있고 눈을 사로잡는 동영상을 소셜 미디어에 공유할 수 있는 색다르게 혁신적인 방법을 제공한다”고 설명했다.
이 같은 기능은 애플 제품에 탑재된 라이다 스캐너 덕분이다. 라이다 스캐너는 ToF(Time of Flight) 센서로도 불리는데 레이저 등 광원을 사용해 빛이 물체에 부딪혀 반사되어 돌아오는 시간을 측정해 거리와 길이를 알아내는 기술이다.
애플은 기기에 하드웨어를 미리 탑재한 뒤 업데이트를 통해 해당 하드웨어를 기반으로 구동하는 소프트웨어를 공급하기도 한다. 이번엔 애플이 아이폰12프로와 아이패드 프로 모델에 탑재된 라이다 센서를 활용도를 높일 수 있도록 클립스 앱을 업데이트한 것이다.
애플에 따르면 아이폰과 아이패드에 탑재된 라이다 스캐너는 빛의 이동 거리를 측정하고, 장면의 픽셀 심도 정보를 이용하여 더 빠르고 사실적인 증강 현실(AR) 경험을 제공한다.
애플은 “하드웨어와 소프트웨어 간 긴밀한 통합 덕분에 클립스 3.1은 이제 사용자들로 하여금 방과 그 안에 있는 물체들의 형태에 매핑되는 마법 같은 효과를 적용한 놀라운 동영상을 촬영할 수 있도록 해준다”고 설명했다.
클립스의 AR 스페이시스 기능을 활용해 사용자는 쉽게 방을 스캔하고, 다이나믹한 조명, 위에서 떨어지는 오브젝트들, 실감나는 장면을 현실에 구현해주는 효과들을 실시간으로 미리 볼 수 있다. 이 기능을 지원하는 아이폰 또는 아이패드2의 후면 카메라를 이용하여 사용자들은 벽, 바닥, 표면, 가구, 물체 등에 표시되는 효과를 볼 수 있다.
AR 분할 및 오클루전 기술을 이용하여 클립스는 동영상 속 사람을 인식하여 그 사람의 앞과 뒤에 AR 스페이시스 효과를 투사할 수도 있다. 그 효과는 공간과 피사체를 완전히 감싸고 있는 것처럼 느껴지게 한다는게 애플의 설명이다. AR 스페이시스는 모든 움직이는 스티커, 텍스트 라벨, 이모티콘 오버레이 등과도 조합할 수 있고, 9:16 세로, 16:9 가로, 정방형 등 Clips가 지원하는 모든 화면비로 촬영할 수 있다.
애플은 앞으로 클립스 월별 업데이트를 통해 콘텐츠 옵션들을 더욱 다양하게 제공한다는 계획이다.
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