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LiDAR(ライダー)とは|仕組み・特徴・活用例を基礎から解説

近年、国内外の自動車メーカーが自動運転実現に向けた研究開発や実証実験を進めるなか、「LiDAR(ライダー)」と呼ばれるセンサー技術が注目されています。最近では新型(2020年版)「iPad Pro」に搭載されるなど、身近なものにも応用が広がってきています。

今回はLiDAR(ライダー)の活用分野や仕組み、特徴などをご紹介します。

LiDAR(ライダー)とは

LiDAR(ライダー)とは、離れた場所にある物体の形状や距離をレーザー光を使って測定するセンサー技術のことをいいます。この技術を実現するためのセンサー装置のことを指す場合もあります。

もともと地質、海洋、気象、農林業、宇宙探査など幅広い分野で利用されていましたが、遠距離からでも高精度な測定が可能なことから、自動運転化の分野で利用されるようになりました。

LIDAR(英語:Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging、「光検出と測距」ないし「レーザー画像検出と測距」)は、光を用いたリモートセンシング技術の一つで、パルス状に発光するレーザー照射に対する散乱光を測定し、遠距離にある対象までの距離やその対象の性質を分析するものである。

出典:Wikipedia

LiDARの仕組み

LiDARは、センサー装置から対象の物体に向かってレーザー光を放ち、その光が跳ね返ってくるまでの時間によって、物体までの距離や形状を計測します。

LiDARが扱うレーザー光(紫外線、赤外線、近赤外線などの不可視光線)は電波と比べて光束密度が高く波長が短いため、誤差が発生しづらく、遠距離からでも高精度で小さい物体の計測ができることが特徴です。

LiDARが自動運転化で注目される理由

人間は道幅やカーブ、勾配のほか、前方走行車や対向車、バイクや歩行者、信号や標識などさまざまな情報を目で捉え、判断しながら運転操作を行っています。その際、周囲にある物の形や大きさだけでなく、距離感や位置関係の情報も捉えています。

この人の目の代わりになるのが各種センサーやカメラです。車体に搭載されたセンサー装置が車の目となり周囲環境を視て、点群(=ポイントクラウド:LiDARからの計測データをもとに作られた3次元データ)を作成することで障害物を検知します。

LiDAR(ライダー)は対象となる物体までの距離や位置、形状を3次元で正確に検出できるため自動運転化に必要な技術とされていますが、実際にはLiDARをはじめ以下のような技術が組み合わせて使われています。

主流はLiDAR、レーダー、カメラの組み合わせだといわれています。(テスラ車は周囲の把握をカメラとレーダーで行っており、LiDARは採用していないとのことです。)

・LiDAR
・ミリ波レーダー
・カメラ
・遠赤外線カメラ
・超音波ソナー

現在、国内外の多くの会社がLiDARセンサーの開発・販売に参入していますが、なかでもVelodyne LiDAR(ベロダイン・ライダー)社が最大手でLiDAR市場のリーディングカンパニーといわれています。

活用例

最近ではLiDARセンサーの小型化・軽量化・低価格化が進み、より活用範囲が広がってきています。

モビリティ

・乗用車、商業車両、農業用機械、建設機械などの自律走行
・ロボットの自律移動

マッピング

MMS(Mobile Mapping System):車両などの移動体に搭載して周辺をマッピング
・ドローンに搭載して上空から地形や建物を測量

参考

LiDARは、3Dマッピングモデルの生成にも使われます。たとえば、LiDARを使ってインフラ構造物(道路やトンネルなど)や周辺環境の高精細3次元マッピングを生成し、位置情報と紐付けてシステムで一括管理することで、点検・補修業務における精緻化・効率化が可能になります。

防犯

侵入者の検知

コロナ対策

店舗の入退室、混雑状況のモニタリング、社会的距離(ソーシャルディスタンス)の確保

ARの進化系

モバイル端末への搭載

参考

アップル社が新型(2020年版)「iPad Pro」にLiDAR(ライダー)を搭載しました。深度センサー機能を一段とレベルアップさせたことで、ARの新たな可能性を追求していくのだろうと期待されています。
新型iPad Proの詳細はこちら

 

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空間情報プラス 編集部

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株式会社インフォマティクス 空間情報プラス編集部です。これまで8年余り「空間情報クラブ」を運営してきましたが、このたび新たに「空間情報プラス」を立ち上げました。空間情報プラスでは、位置情報や地図、システム、数学など幅広く読者の関心を集める情報を掲載しつつ、空間情報クラブとはひと味違う空間の情報化・見える化に関する新しい情報をどんどんお伝えしていきます!ご意見やご感想、掲載依頼、コラボ企画、相互リンクなどもお待ちしています! https://www.informatix.co.jp/

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