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Lidar-Sensor im iPhone: Was das ist und wofür

08.09.2021 | 08:30 Uhr | Peter Müller

Seit 2020 verbaut Apple Lidar in iPad Pro und iPhone Pro. Wofür das Akronym steht und wozu das gut ist.

Seit etwa 2015 kursierten Spekulationen über ein autonomes Fahrzeug, das Apple angeblich entwickle und im Jahr 2020 auf den Markt bringen würde. Im Jahr 2020 kam in vielerlei Hinsicht alles anders als erwartet, vom iCar spricht schon seit ein paar Jahren keiner mehr. Derzeit ist Stand der Spekulationen, dass  Apple sich darauf konzentriere, Technik für autonome Fahrzeuge zu entwickeln – welcher Autobauer das letztendlich einsetzen möge, sei der Industrie überlassen.

Im Jahr 2020 hat es aber tatsächlich eine Technologie aus dem vermeintlichen Project Titan in Apple-Produkte geschafft. Diese haben aber keine vier Räder, sondern an ihren Rückseiten zwei Kameras und mit einem Lidar ein drittes System eingebaut, das auf die Reflexion von elektromagnetischen Wellen setzt, um den Raum vor ihm zu vermessen. Zunächst stattete Apple im Frühjahr 2020 das iPad Pro damit aus, selbstverständlich auch den Nachfolger von 2021. Im Oktober 2020 folgte das iPhone in den Varianten iPhone 12 Pro und iPhone 12 Pro Max, die für diesen Herbst anstehende Serie iPhone 13 soll gar in allen vier Varianten Lidar bekommen .

Lidar ist ein Akronym und steht für „Light Detection and Ranging“ also etwa „Lichterkennung und Raumvermessung“. Dabei kommt anders als etwa beim Radar Laserlicht zum Einsatz, weshalb die Technik auch als Ladar bekannt ist, „Laser Detection and Ranging“.

Mehr Licht für präzise Entfernungsmessung

Wesentlich präziser als mit den Funkwellen des Radars lässt sich mit einem Lidar die Entfernung und die Geschwindigkeit von Objekten vermessen, mittlerweile kommt daher auch Lidar bei Geschwindigkeitskontrollen zum Einsatz. Lidar sendet Licht aus, das von Objekten zurückgestreut und vom System detektiert wird. Dabei ändert sich auch die Frequenz des Lichts, wenn Objekt und Detektor nicht relativ zueinander in Ruhe sind.

Ursprünglich für die Messungen der Atmosphäre konzipiert – anhand der Laufzeit des zurück gestreuten Lichts lassen sich Schlüsse über Aerosole und Staubteilchen in der Luft ziehen – ist Lidar auch die Technik der Wahl für autonome Fahrzeuge, die ja genau vermessen müssen, welche Objekte mit welcher Relativgeschwindigkeit und Entfernung vom Fahrzeug vor ihm auf und neben der Straße sind.

Im iPad Pro und vor allem im iPhone 12 Pro hat das Lidar natürlich andere Aufgaben zugewiesen bekommen, ein iPhone 12 Pro in der Windschutzscheibe würde aus unserer alten Karre kein autonomes Fahrzeug machen.

Aus Apples Produktbeschreibungen geht hervor, das Lidar werde innerhalb einer Reichweite von fünf Metern in Innenräumen und im Freien Raumtiefen vermessen, iOS 14 brachte die notwendigen Frameworks mit, dass der Prozessor A14 aus den gewonnenen Daten ein genaues räumliches Abbild der Umgebung berechnen kann. Das hat vielerlei Vorteile für Anwendung, man denke nur an die Fotografie und die Herausforderung, Hintergrund vom Vordergrund zu trennen. Die Dual- und Triple-Systeme der Kameras der letzten iPhone-Generationen machen zusammen mit der CPU schon einen recht guten Job, aber mit Lidar geht es noch besser, was man speziell den Nachtaufnahmen von iPhone 12 Pro und Pro Max ansieht.

Aber auch die AR-Fähigkeiten von iPhone 12 Pro und iPad Pro hebt die Technik auf eine neue Stufe, virtuelle Gegenstände finden sich weit präziser in reale Umgebungen eingebaut und umgekehrt: „Jede bestehende ARKit-App erhält automatisch eine sofortige AR-Platzierung, verbesserte Bewegungserfassung und Personenverdeckung. Dank des neuesten Updates von ARKit mit einer neuen Szenengeometrie-API können Entwickler die Leistungsfähigkeit des neuen Lidar-Scanners nutzen, um nie zuvor mögliche Anwendungsszenarien zu ermöglichen.“ In einem iPhone dient der Lidar-Scanner für besseren Autofokus, damit sind ebenfalls Portrait-Fotos im Nachtmodus möglich.

Auch das virtuelle Maßband vermisst mit der Hilfe des Lidar wesentlich genauer die Gegenstände vor der Linse, dabei helfen auch Vertikal- und Kantenorientierungshilfen, Größen von Personen lassen sich präziser bestimmen.

Wer schon mal einen Handwerker hat Räume vermessen lassen, wird Lidar-Geräte kennen und vielleicht gesehen haben, dass man von dem Laserlicht nichts sieht: Lidars arbeiten im nahen Infrarotbereich, die Leistung der Strahlung ist auch derart gering, dass sich Personen im Feld eines Lidars keine Gedanken über ihre Augen machen müssen.

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