レーザーセンサー

LiDARとは

LiDAR（Light Detection and Ranging）は、レーザー光を照射して物体との距離や形状を高精度に測定するセンサー技術です。自動運転やロボティクス、3D地図作成など幅広い分野で活用されています。

基本的な仕組み

レーザー光を対象物に発射し、反射光がセンサーに戻るまでの時間を計測して距離を算出します。多数のレーザー光を周囲にくまなく照射し、反射点のデータを集めることで、3次元の「点群データ」（ポイントクラウド）を生成します。

距離測定方式

ToF（Time of Flight）方式

レーザーパルスの往復時間から距離を計算する方式です。高速な計測が可能で、自動運転で広く採用されています。

FMCW方式

レーザー光の周波数を連続的に変化させ、反射波との周波数差から距離と速度を同時に測定する方式です。

自動運転での活用

LiDARは自動運転の「目」として、他車・歩行者・建物・障害物の距離や形状を3次元で把握します。カメラと異なり光学的な撮影ではないため、暗闇でも安定した検出が可能です。

他のセンサーとの組み合わせ

実際の自動運転では「LiDAR＋ミリ波レーダー＋カメラ」の組み合わせが主流で、各センサーの弱点を補完し合います。

SLAMとの関連

LiDARの点群データはSLAM技術と組み合わせることで、ロボットの自己位置推定と環境地図の作成に活用されます。

メリットと課題

メリット

• 高精度な3D計測（cm単位）
• 暗闇や逆光でも安定動作
• 物体の形状まで把握可能

課題

• 雨や霧で精度が低下
• センサーの価格が比較的高い
• 点群データの処理負荷が大きい