LiDAR テクノロジーは 、自動運転車やマッピングなどの業界を変革しました。新たな進歩が現れるにつれ、4D LiDAR が注目を集めています。
この記事では、3D LiDAR と 4D LiDAR を比較し、その違いと主な用途に焦点を当てます。それぞれの利点、制限事項、およびニーズに合った適切なソリューションを選択する方法について学びます。
3D LiDAR は、物体に反射してセンサーに戻るレーザー パルスを放射することで機能します。パルスが戻るまでにかかる時間を測定することにより、システムは周囲環境にある物体までの距離を決定できます。このプロセスは、Time of Flight (ToF) テクノロジーとして知られています。このテクノロジーを使用すると、3D LiDAR システムは環境のデジタル表現である「点群」を生成し、詳細な 3D マップをキャプチャします。データの精度と解像度は、点群の密度とセンサーが持つレーザー チャネルの数によって異なります。
3D LiDAR は、高精度の距離測定を作成する際に驚くべき精度を提供するため、地理マッピング、建設、自動運転車などのアプリケーションに最適です。リアルタイムのマッピングと物体検出のために自動運転車で広く使用されています。 3D LiDAR システムは十分に確立されているため、新しいテクノロジーと比較してコスト効率が高い傾向があります。さらに、動的オブジェクト追跡が重要ではないシナリオでも高い解像度と精度を提供します。
3D LiDAR は静的オブジェクトのマッピングには優れていますが、オブジェクトや移動ターゲットの速度に関する情報は提供しません。この制限は、移動物体の速度と方向の検出が重要となる自動運転などの高速で移動する環境で顕著になります。さらに、3D LiDAR システムは、大雨や霧などの悪天候時には困難を伴う可能性があります。このような状況で光パルスが散乱すると、データ損失が発生し、システム全体の効率が低下する可能性があります。
テクノロジー | 利点 | 制限事項 |
3Dライダー | - 静止物体に対する高精度 | - 動く物体を追跡できない |
- 定評があり、費用対効果が高い | - 悪天候ではパフォーマンスが低下します | |
4Dライダー | - リアルタイムの速度とモーションの追跡 | - より高価 |
- 動的環境におけるパフォーマンスの向上 | - 統合のための学習曲線が急峻になる |
4D LiDAR は、追加の次元である速度を導入することにより、3D LiDAR の機能を基盤としています。これは、移動する物体に反射するレーザー光の周波数シフトを測定するドップラー効果によって実現されます。本質的に、4D LiDAR システムは、物体の距離だけでなく、その速度や方向も検出できます。距離、方向、速度の 3 つの要素を組み合わせることで、4D LiDAR はリアルタイムの動き検出を可能にし、動的な環境では非常に価値のあるものになります。
3D LiDAR に対する 4D LiDAR の主な利点は、環境に関する動的な情報をキャプチャできることです。これは、移動物体のリアルタイム追跡が必要な自動運転車などのアプリケーションで特に価値があります。たとえば、4D LiDAR は車両、歩行者、または自転車を追跡し、その速度と動きに関するリアルタイムの最新情報を提供できます。この追加の寸法により、4D LiDAR は都市の通りや高速道路など、高速移動が伴う複雑な環境に最適になります。また、動きの検出が重要な状況でも優れたパフォーマンスを発揮し、3D LiDAR と比較してより包括的なデータを提供します。
4D LiDAR はより高度な機能を提供しますが、特定の課題も伴います。このテクノロジーはまだ比較的新しく、その複雑さと高度な機能により、コストが高くなることがよくあります。さらに、4D LiDAR システムの統合には、より専門的な知識とトレーニングが必要になる可能性があり、学習曲線が急峻になります。これらの欠点にもかかわらず、環境の空間的側面と時間的側面の両方をキャプチャできる機能により、4D LiDAR は多くの高速リアルタイム アプリケーションにおける強力なツールになります。
3D LiDAR と 4D LiDAR はどちらも高解像度データを提供しますが、アプリケーションは異なります。 3D LiDAR は、静的環境の正確な 3D マップの作成に優れています。これは、建築モデリングや環境マッピングなど、高い空間精度が主に必要なシナリオで特に効果的です。一方、4D LiDAR は同様の解像度を提供しますが、速度検出という追加の利点があります。この追加のデータ層により、4D LiDAR は自動運転など、物体の動きを理解することが重要な動的環境で特に役立ちます。
3D LiDAR は通常、4D LiDAR に比べて到達距離が短くなります。このため、3D LiDAR は、建物や構造物のマッピングなど、より短い距離で高精度が必要なアプリケーションに最適です。ただし、4D LiDAR は長距離検出用に設計されているため、高速アプリケーションにより適しています。たとえば、自動運転車では、4D LiDAR はより遠くにある物体を検出し、その動きを追跡できます。これは高速走行時の安全性を確保するために不可欠です。
3D LiDAR は、霧、雨、雪などの悪天候では困難を伴い、光ベースのシステムは光の散乱により最適に動作しない可能性があります。対照的に、リアルタイムで動きを検出する 4D LiDAR の機能により、特に困難な環境において堅牢性がさらに強化されます。依然として光パルスに依存していますが、速度測定を組み込むことで、移動物体のある環境でも信頼性を維持できるため、動的条件に対するより汎用性の高いオプションになります。
3D LiDAR システムは、古くから存在し、さまざまな業界で十分に確立されているため、一般的により手頃な価格であり、既存のワークフローへの統合が容易です。それに比べて、4D LiDAR システムは高度な機能があるため、より高価になる傾向があります。 4D LiDAR のコストの増加は一部の組織にとって抑止力になる可能性がありますが、高速または動的なシナリオで提供されるデータ品質の向上により、特定のユースケースでは投資が正当化される可能性があります。
特徴 | 3Dライダー | 4Dライダー |
データ型 | 3D 点群 (空間) | 3D 点群 + 速度 (動的) |
正確さ | 静止物体に対する高精度 | 動的で移動するオブジェクトに対する高精度 |
範囲 | 短距離から中距離 | より長い検出範囲 |
料金 | より手頃な価格 | 高度な機能によるコスト高 |
応用分野 | 環境地図作成、構築 | 自動運転、リアルタイム追跡 |
天候パフォーマンス | 悪天候での苦戦 | 動的な環境でのパフォーマンスの向上 |
3D LiDAR は、短距離から中距離での精度と精度が必要とされるアプリケーションに最適です。これは、森林、公園、大規模な建築プロジェクトの調査など、環境マッピングに広く使用されています。また、建物、インフラストラクチャー、史跡の 3D モデルの作成など、静的オブジェクトに重点を置く状況にも最適です。
4D LiDAR の進歩にもかかわらず、3D LiDAR は依然として多くの業界にとって信頼性が高く、コスト効率の高いソリューションです。市場で確立された存在感と手頃な価格により、リアルタイムの速度追跡を必要としないアプリケーションにとって最適な選択肢となっています。地形図や建築設計の作成などのタスクでは、3D LiDAR は引き続き非常に効果的です。
4D LiDAR は、動的な環境、特に物体が動いている環境に最適です。そのため、距離と速度の両方を継続的に監視する必要がある自動運転車にとって重要なテクノロジーとなっています。また、正確な制御とナビゲーションにモーション追跡が不可欠なロボット工学、産業オートメーション、およびリアルタイム監視システムにも有益です。
4D LiDAR は、特に自動輸送、ロボティクス、リアルタイム データ処理などの分野で、新興テクノロジーの最前線にあります。空間測定とともに速度データを提供する機能により、自動運転、高度なロボット工学、環境モニタリングにおける将来のイノベーションにとって重要なツールとして位置付けられます。
シナリオ | 3Dライダー | 4Dライダー |
短距離でも高精度 | 狭いエリアのマッピングに最適 | 長距離に焦点を当てているため関連性が低い |
移動オブジェクトの追跡 | 動的追跡には適していません | リアルタイムの物体追跡に最適 |
コスト重視のアプリケーション | より手頃な価格 | コストは高いが、高度な機能が搭載されている |
自動運転車 | 静的マッピングに限定される | 動的追跡に不可欠 |
3D LiDAR と 4D LiDAR のどちらを選択するかは、アプリケーションの特定のニーズによって異なります。 3D LiDAR は短距離から中距離での高精度タスクに最適ですが、4D LiDAR は速度追跡が不可欠な動的環境に優れています。どちらにも利点があり、適切な方を選択するのは、範囲、精度、コストなどの要因によって決まります。 ZG TECHNOLOGY は 、さまざまな業界のニーズを満たす高度な LiDAR ソリューションを提供し、プロジェクトに高いパフォーマンスと効率を提供します。
A: 主な違いは、3D LiDAR が空間データを提供して詳細な 3D マップを作成するのに対し、4D LiDAR は速度測定を追加して移動オブジェクトのリアルタイム追跡を可能にすることです。
A: 3D レーザー スキャナーは、レーザー パルスを使用して詳細な点群を作成し、距離を正確に測定して 3D モデルを生成します。建設や地図作成に広く使用されています。
A: 4D LiDAR は、自動運転車や高速ロボットなど、リアルタイムでの速度と動きの追跡が重要な環境に最適です。
A: はい、4D LiDAR は、速度測定やリアルタイムの動的追跡などの高度な機能により、価格が高くなる傾向があります。
A: 3D レーザー スキャナーは静的マッピングには正確ですが、4D LiDAR は移動物体を追跡できるため、自動運転車により適しています。
A: 4D LiDAR は、リアルタイムのモーション検出や速度追跡などの強化された機能を提供し、動的で高速なアプリケーションに最適です。
A: 3D レーザー スキャナーは精度が高く、建設から環境マッピングまで、さまざまな用途で詳細な 3D モデルを作成するための正確な測定を提供します。
