图片来源：苹果官网

作者 | 焦曼婷

编辑 | 许阳

在新款iPad Pro上，在“浴霸”摄像头旁边，苹果放了一颗微小的激光雷达。

对于普通用户而言，或许对这一变化感知不深，但对于全球激光雷达市场而言，这可能是一个指明未来方向的消息。

激光雷达不是新技术，上世纪八十年代已经推出，九十年代开始商用，近十年自动驾驶兴起，激光雷达被看做自动驾驶的“眼睛”，引起了重视。

不过，车载激光雷达造价昂贵，体积庞大，售价可能超过一万元，这将极大提高汽车的成本，以至于特斯拉创始人埃隆·马斯克说，“用激光雷达的人就是蠢货”，而车载激光雷达从目前来看，仍然只能用于自动驾驶测试，无法大规模的商业化。

苹果的激光雷达技术上没那么复杂，但苹果已经有过数次以一己之力，推动整个产业链前进的先例，而这一变革，或许也会发生在激光雷达身上。

图片来源：苹果官网

苹果擅长的“微创新”

苹果善于将成熟的技术推向大规模的消费市场，激光雷达又是一个案例。

iPad激光雷达背后仍是ToF（Time of flight）三维视觉技术方案。ToF技术本质是利用雷达发射多条光波，光波遇到障碍物获得反射，通过测量发射光和反射光之间的飞行时间，来估算深度和确定距离，由此得到一张被测物体的3D图像。20世纪60年代，随着激光的发明，利用光波测试距离才成为现实。

自2016年以后，手机厂商曾掀起一股“万物皆可ToF”风潮。对于隔空操控屏幕、ToF美图等功能（手机拍照景深功能优化），华为、三星、OPPO、vivo 智能手机纷纷热衷加持。

此次的iPad pro是在炒冷饭吗？

并非如此。ToF技术可以分为iToF和dToF。据业内人士介绍，iToF原理相对简单，其利用红外光源扫描，且集成难度较低。但它的缺点也很明显，一是精度较低、抗干扰能力差，二是其功耗较大，随距离增加而大幅增加。这意味着iToF无法捕捉高精度动3D图像，在实际应用中的作用较为鸡肋。

相比之下，dToF通过相应时间更快的SPAD（单光子雪崩二极管）+TDC（时间数字转换电路）提高测量精度，并且功耗更低、抗干扰能力更强。但dToF对硬件要求高、集成难度大，造价高，鲜有消费电子产品运用。

苹果选择的是dToF技术。其介绍称：特制的激光雷达扫描仪利用直接飞行时间 (dToF)，测量室内或室外环境中从最远五米处反射回来的光。它可以从光子层面进行探测，并能以纳秒速度运行。不仅如此，激光雷达扫描仪与后置双摄像头、运动传感器和 iPadOS 内的架构协同合作，进行深度测量。

dToF技术在小型消费电子产品的应用瓶颈是SPAD难以小型化。知乎用户Zhang Eric表示，SPAD越大，激光雷达的分辨率越高。他认为iPad Pro的激光雷达在这方面是有所突破的，预估激光雷达分辨率能达到QVGA~VGA（320*240像素～640*480像素）之间。换句话说，iPad Pro的相机性能将会提升，AR体验的精确度和流畅度将会大大提高。

图片来源：苹果官网

对于在新款 iPad Pro 上的AR效果，苹果官方表示；“增强现实类 app 能给人更强烈的真实感：放置虚拟物体现在能即时完成；逼真的物体遮挡功能，可让虚拟物体在现实场景结构中前后穿插；动作捕捉和人物遮挡功能也经过优化，精准度更高。”

除此之外，超广角摄像头的加持，也能够让 iPad Pro 2020 的拍摄视角更大，在 4K 视频和图像方面，也是更大的提升。

在激光雷达的加持下，iPad Pro 2020 就为增强现实（AR）和其他领域添加了更多的想象空间。对此，苹果给出了三个典型场景：AR量身高、AR游戏和宜家的AR家庭装修。以AR游戏《炽热熔岩》为例，iPad Pro的激光雷达扫描仪可以将客厅变为熔岩地，儿童需要跳到家具上躲开在地板上的模拟岩浆。

AR游戏《炽热熔岩》图片来源：苹果官网

激光雷达的新机会

爱慕ToF技术的手机厂商众多，为何偏偏是苹果最先将激光雷达扫描仪落地？

这源于苹果早早动了造车心思。2014年，苹果造车计划“泰坦计划”正式诞生。彼时，苹果希望复制iPhone的成功，从零开始自行生产一款完整的无人驾驶汽车，并与其他汽车制造商的项目相抗衡。为此，苹果到处招聘买马，部门人员一度传言多达2700人。

然而，苹果造车路并不顺利，在经历了负责人更换、研发方向调整等变动后，“泰坦计划”遭遇搁置，苹果于2016年转为主攻无人驾驶系统。2019年，据外媒报道称，苹果在给加州就业发展部的邮件中表示，其自动驾驶汽车部门计划裁掉190名员工。

图片来源：苹果全球汇

虽然在自动驾驶赛道上走地磕磕绊绊，但苹果仍有一定技术突破。2018年11月，苹果一项关于深度摄像头的新专利名为“多量程TOF感知”被美国专利与商标局正式公开，该专利主要是对于摄像头中光电元件，尤其是激光雷达传感器的优化。

而继TriLumina 公司开发出光束质量高、生产成本较低、功率较低的VCSEL 垂直腔面发射激光器后，苹果申请了一项新专利，主题为激光雷达与 VCSEL 技术相结合，以应用于ToF 摄像头和 AR 等新产品上。

2019年4月，据路透社报道援引知情人士，苹果正在寻找比当前技术更小、更便宜、更容易大规模生产的激光雷达设备，这些专利和硬件或许很大程度上助推了搭载激光雷达的 iPad Pro 的诞生。

缘起于造车的iPad pro激光雷达与车载激光雷达自然有很大差别。

自动驾驶领域的激光雷达公司RoboSense联合创始人兼COO Mark在接受智东西采访中声称，“这完全是两回事”，男士钱包大小的车载激光雷达，iPad Pro上的激光雷达仅仅可识别数米，探测标准不同，成本也更低。相较而言，车载激光雷达主要保障安全，识别距离远，性能要求高。

自动驾驶L4级别无人驾驶卡车提供商图森未来一名算法工程师告诉未来汽车日报（ID：auto-time）：“相较普通乘用车，卡车需要运货，所以不能踩急刹车，所以自动驾驶卡车的感知距离需要1000米。”

图片来源：苹果官网

Mark具体推测，新版iPad Pro背部的激光雷达大概率采用的是非扫描式的Flash方案。该方式在车载应用中有感知距离短的问题，在苹果设定的场景中则正合适。此外，据Mark介绍，iPad Pro的dToF方案相比车载激光雷达，前者是固定的平面3D传感器，后者是旋转的单线或多线。

不过，即便在技术上没有突破式的创新，iPad Pro以及随后的iPhone，以每年巨大的销量，必然将让整个激光雷达的产业链迅速成熟，同时带动激光雷达在其他电子消费品的应用，促进激光雷达技术的普及，那时，厂商也可以放开手脚，去实现更多的技术创新。