Lidar to czujnik, który mierzy odległość światłem lasera: wysyła krótkie impulsy, łapie ich odbicie i z czasu powrotu wylicza, jak daleko jest przeszkoda. Tysiące takich pomiarów na sekundę składają się w chmurę punktów, czyli trójwymiarowy obraz otoczenia. Z lidaru korzystają roboty mobilne, samochody z systemami jazdy automatycznej, iPhone'y w wersji Pro i samoloty skanujące teren.
Spis treści:
Lidar – co to jest?
Lidar to metoda pomiaru odległości, w której cel oświetla się laserem i rejestruje odbite światło. Nazwa pochodzi od angielskiego skrótu LIDAR (Light Detection and Ranging), czyli wykrywanie i mierzenie odległości za pomocą światła. Tym samym słowem nazywa się urządzenie, które ten pomiar wykonuje.
Lidar jest czujnikiem aktywnym. Sam wysyła światło, więc nie potrzebuje słońca ani lamp i mierzy także w całkowitej ciemności. Kamera działa odwrotnie: rejestruje tylko to światło, które ktoś lub coś wcześniej dostarczyło.
Historia jest dłuższa, niż sugeruje moda na tę technologię. Pierwszy układ podobny do lidaru zbudowała w 1961 roku firma Hughes Aircraft, a słowo „lidar” pojawiło się w 1963 roku jako skrót od „light radar”, czyli radar świetlny. Szeroka publiczność usłyszała o nim w 1971 roku, gdy astronauci misji Apollo 15 mapowali powierzchnię Księżyca laserowym wysokościomierzem.
W Polsce hasło „lidar” kojarzy się też z mapami terenu z Geoportalu. To dane z lotniczego skanowania laserowego, czyli ten sam pomiar wykonany z samolotu. Ten tekst dotyczy samego czujnika i tego, jak korzystają z niego maszyny.
Jak działa lidar?
Lidar mierzy czas przelotu światła. Laser wysyła impuls, światło odbija się od przeszkody i wraca do detektora, a elektronika przelicza czas tej podróży na odległość ze wzoru d = c · t / 2, gdzie c to prędkość światła. Dzielenie przez dwa bierze się stąd, że impuls pokonuje drogę w obie strony.
Pojedynczy pomiar przebiega tak:
- Laser wysyła krótki impuls w podczerwieni. Poza nauką najczęściej stosuje się fale o długości 600–1000 nm; popularny w robotach Livox Mid-360 pracuje na 905 nm.
- Światło trafia w przeszkodę i część z niego odbija się z powrotem.
- Fotodioda w odbiorniku rejestruje moment powrotu impulsu.
- Układ pomiarowy zamienia zmierzony czas na odległość.
- Obracające się lustro albo cała głowica kieruje wiązkę w kolejną stronę i pomiar się powtarza.
Każdy punkt to odległość plus kierunek, w którym akurat patrzyła wiązka. Z tych dwóch danych oprogramowanie wylicza współrzędne x, y i z, a tysiące punktów układają się w chmurę punktów, na której widać ściany, ludzi i meble.
Skala czasu robi wrażenie. Światło pokonuje w nanosekundę niecałe 30 cm. Przeszkoda oddalona o 10 m odsyła impuls po około 66,7 ns (20 m drogi podzielone przez 299 792 458 m/s). Żeby odróżnić 1 cm różnicy, elektronika musi wychwycić przesunięcie rzędu 67 pikosekund, czyli bilionowych części sekundy.
Dlatego najtańsze czujniki często w ogóle nie mierzą czasu. RPLIDAR A1 według producenta liczy odległość metodą triangulacji: kamera patrzy na plamkę lasera pod kątem, a położenie plamki na matrycy zdradza, jak daleko jest przeszkoda. To tańsze rozwiązanie, które najlepiej sprawdza się z bliska. Nowszy RPLIDAR C1 tej samej firmy mierzy już bezpośrednio czas przelotu (DTOF). Trzecia metoda wykorzystuje ciągłą, modulowaną wiązkę: urządzenie porównuje fazę fali wysłanej i odebranej, a z przesunięcia wylicza odległość.
Lidar 2D a lidar 3D: czym się różnią?
Lidar 2D mierzy odległości w jednej płaszczyźnie, zwykle kręcąc wiązką dookoła, i daje płaski przekrój otoczenia na jednej wysokości. Lidar 3D mierzy także w pionie, więc zwraca pełną, trójwymiarową chmurę punktów.
| Cecha | Lidar 2D | Lidar 3D |
|---|---|---|
| Co mierzy | jedną płaszczyznę wokół czujnika | przestrzeń w wielu kierunkach naraz |
| Wynik | linia punktów, czyli przekrój pomieszczenia | chmura punktów 3D |
| Przykład | RPLIDAR A1: 360°, 0,15–12 m, 8000 pomiarów/s | Livox Mid-360: 360° × 59°, 200 000 punktów/s |
| Gdzie pracuje | roboty jeżdżące po płaskiej hali, skanery bezpieczeństwa | psy-roboty, humanoidy, roboty terenowe, samochody |
| Czego nie widzi | blatu nad płaszczyzną skanu, stopnia w dół | ma mniej martwych stref, ale daje dużo więcej danych |
| Przykładowa cena | ok. 270 zł (RPLIDAR C1) | od 249 dolarów (Unitree L1 PM) |
Dane z tabeli pochodzą z kart producentów (Slamtec, Livox, Unitree) i ofert sklepów z 23 września 2026 roku. Kąt 59° w pionie przy Mid-360 to zakres od −7° do 52°, który podaje producent.
Lidar 2D wystarcza, gdy podłoga jest płaska, a przeszkody sięgają do wysokości czujnika. Kłopot zaczyna się przy stole: skaner zamontowany nisko zobaczy cztery nogi i uzna, że między nimi można przejechać, choć blat wisi na wysokości głowy robota. Lidar 3D widzi i nogi, i blat.
Uwaga na nazwy. Unitree nazywa swoje czujniki L1 i L2 lidarami 4D i wyjaśnia w karcie, że chodzi o położenie w trzech wymiarach plus jasność odbicia w skali szarości. Slamtec reklamuje RPLIDAR C1 jako czujnik z danymi „2.5D”, a w praktyce jest to płaski skan uzupełniony o informację, jak mocno odbija dana powierzchnia. Cyfra przed „D” mówi więc więcej o marketingu niż o geometrii.
Osobną grupą są lidary półprzewodnikowe (solid-state). Nie mają obracającej się głowicy, a wiązką sterują mikrolusterka MEMS albo układy fazowe. Płacą za to stałym, ograniczonym polem widzenia. Lidar typu flash idzie jeszcze dalej: oświetla całą scenę jednym błyskiem i odbiera odbicia matrycą, podobnie jak aparat fotograficzny.
Lidar w robotach – mapowanie i SLAM
Robot używa lidaru do trzech zadań: omijania przeszkód, budowania mapy i ustalania, gdzie na tej mapie się znajduje. Dwa ostatnie wykonuje naraz metodą SLAM (simultaneous localization and mapping), czyli jednoczesnej lokalizacji i tworzenia mapy.
Na pierwszy rzut oka to błędne koło. Żeby narysować mapę, robot musi wiedzieć, gdzie stoi, a żeby wiedzieć, gdzie stoi, potrzebuje mapy. Algorytmy SLAM rozwiązują ten problem w przybliżeniu: dopasowują każdy nowy skan do tego, co robot już zapisał, i poprawiają oba oszacowania jednocześnie. Najważniejszy moment to zamknięcie pętli. Gdy maszyna rozpozna miejsce, w którym już była, może skorygować błąd narosły po drodze, bo licznik obrotów kół myli się tym bardziej, im dłużej jedzie. Gotowe implementacje SLAM są dostępne w bibliotekach ROS, a przy mapach 3D często łączy się je z biblioteką Point Cloud Library.
Robotyka zawdzięcza lidarowi jeden z głośniejszych sukcesów. W 2005 roku autonomiczny samochód Stanley z Uniwersytetu Stanforda wygrał wyścig DARPA Grand Challenge i nagrodę 2 mln dolarów. Na dachu miał pięć lidarów niemieckiej firmy SICK, z których składał trójwymiarową mapę terenu przed sobą.
Dwa proste rachunki pokazują, gdzie w praktyce leżą granice:
- Ruch w czasie skanu: RPLIDAR A1 obraca się standardowo 5,5 razy na sekundę, więc jeden pełny obrót trwa około 0,18 s. Robot jadący 1 m/s przesuwa się w tym czasie o 18 cm, przez co początek i koniec skanu opisują otoczenie widziane z dwóch różnych miejsc. Oprogramowanie musi to korygować danymi z kół albo z czujnika ruchu. Unitree wbudował w lidary L1 i L2 trzyosiowy akcelerometr i żyroskop, które dostarczają właśnie takich danych.
- Odstęp między punktami: RPLIDAR C1 przy typowych 10 obrotach na sekundę mierzy co 0,72°. Na odległość 10 m sąsiednie punkty dzieli wtedy około 12,6 cm (10 m × tg 0,72°), a na 2 m tylko 2,5 cm. Cienka noga krzesła może więc zniknąć między wiązkami, dopóki robot nie podjedzie bliżej.
W przemyśle lidar pełni jeszcze jedną funkcję: pilnuje ludzi. Autonomiczne wózki i roboty AMR mają skanery bezpieczeństwa, czyli lidary 2D z certyfikatem, w których wyznacza się pole ostrzegawcze i pole ochronne. Gdy ktoś wejdzie w pole ostrzegawcze, robot zwalnia, a gdy przekroczy ochronne, maszyna staje.
Chodzące roboty potrzebują lidaru 3D, bo muszą widzieć schody, krawężniki i dziury. Dlatego Unitree montuje lidar 3D w głowie humanoida G1, a swoim psom-robotom czujnik 4D z przodu korpusu.
Lidar w telefonie i samochodzie
W telefonie lidar pomaga aparatowi i aplikacjom rzeczywistości rozszerzonej (AR), a w samochodzie jest jednym z czujników systemów jazdy automatycznej. Zasada działania jest ta sama co w robocie. Różnią się zasięg, cena i to, jak bardzo producent na nim polega.
Po co lidar w telefonie?
Lidar w telefonie służy do mierzenia głębi sceny: dzięki niemu aparat szybciej ustawia ostrość po zmroku, a aplikacje AR od razu wiedzą, gdzie jest podłoga i ściana. Apple pokazał skaner LiDAR w iPadzie Pro 18 marca 2020 roku i podał, że mierzy odległość do 5 m, w pomieszczeniach i na zewnątrz. Firma wymieniała wtedy szybsze umieszczanie obiektów AR i aplikację Miarka, która sama liczy wzrost stojącej przed aparatem osoby.
W październiku 2020 roku skaner trafił do iPhone'a 12 Pro. Apple podał, że przy słabym świetle przyspiesza autofokus sześciokrotnie i pozwala robić portrety w trybie nocnym. Od tamtej pory lidar dostają tylko modele Pro i Pro Max, zwykłe iPhone'y go nie mają.
Które samochody mają lidar?
Lidar ma Mercedes Klasy S w wersji z systemem DRIVE PILOT, a Volvo montowało go na dachu EX90 i ES90. Trafia też do chińskich aut elektrycznych: Xpeng P5 pokazany w 2021 roku miał od razu dwa takie czujniki. Lista zmienia się jednak z roku na rok, bo lidar jest drogi i producenci wciąż się wahają, czy go potrzebują.
Mercedes Klasy S jako pierwszy samochód na świecie dostał lidar Valeo SCALA 2. Czujnik pracuje w systemie DRIVE PILOT, czyli jeździe warunkowo automatycznej poziomu 3. W Niemczech ten system działa na autostradach do 95 km/h. W odświeżonej Klasie S z 2026 roku Mercedes nie oferuje już jednak DRIVE PILOT, tylko system poziomu 2 MB.DRIVE ASSIST PRO. W nowej CLA ten sam system obywa się bez lidaru i korzysta z kamer, radarów oraz czujników ultradźwiękowych.
Volvo poszło dalej. Lidar firmy Luminar siedział w EX90 i ES90 na dachu, nad przednią szybą. Volvo rozwiązało umowę z dostawcą 14 listopada 2025 roku, Luminar złożył wniosek o ochronę przed wierzycielami 15 grudnia 2025, a w lipcu 2026 roku producent potwierdził, że funkcji opartych na lidarze nie udostępni i wypłaca właścicielom rekompensaty.
Z lidarów korzystają też robotaksówki. Waymo rozmieszcza je dookoła auta, żeby miliony impulsów leciały we wszystkich kierunkach. Tesla stawia na przeciwne podejście i jeździ na samych kamerach.
Jakie są wady lidaru?
Główne wady lidaru to cena, wrażliwość na mgłę i deszcz, kłopoty z ciemnymi, lśniącymi i przezroczystymi powierzchniami oraz ogrom danych do przetworzenia. Lidar nie widzi też kolorów ani napisów, więc prawie zawsze pracuje w parze z kamerą.
- Pogoda: w ulewie część impulsów odbija się od kropel i wraca jako szum, tak zwane echa. Impulsy pochłaniają też mgła, chmury, woda, asfalt i smoła.
- Ciemne powierzchnie: zasięg podaje się dla powierzchni o określonym współczynniku odbicia. Unitree L1 PM widzi 20 m przy powierzchni odbijającej 90% światła, ale tylko 10 m przy 10%. Ciemny samochód czy czarna kurtka mogą więc pojawić się w danych dopiero z połowy tej odległości, z której czujnik widzi białą ścianę.
- Szkło i lustra: szyba przepuszcza wiązkę, a lustro odbija ją w bok, więc robot może „zobaczyć” przestrzeń za szklanymi drzwiami albo pokój, którego nie ma.
- Części ruchome: klasyczny lidar obraca głowicę albo lustro, a wszystko, co się kręci, z czasem się zużywa. Wersje półprzewodnikowe są od tego wolne, ale patrzą tylko w jeden wycinek otoczenia.
- Ilość danych: Livox Mid-360 zwraca 200 000 punktów na sekundę, czyli 12 mln na minutę. Ktoś musi je przeliczyć, więc lidar 3D wymaga mocniejszego komputera niż sam czujnik sugeruje.
- Cena i dostawca: tani lidar 2D kosztuje kilkaset złotych, ale czujniki samochodowe to zupełnie inna półka. Przykład Volvo pokazuje też ryzyko: gdy dostawca upadnie, funkcje oparte na jego czujniku mogą zniknąć razem z nim.
Czujnik lidar – przykłady modeli i ceny
Prosty lidar 2D do robota kosztuje w polskich sklepach od około 270 zł, a lidar 3D Unitree L1 u producenta od 249 dolarów. Skanery 2D z serii RPLIDAR o zasięgu 25–40 m to wydatek od około 1,9 do 2,7 tys. zł.
| Model | Typ | Zasięg | Pomiary na sekundę | Cena |
|---|---|---|---|---|
| RPLIDAR C1 | 2D, czas przelotu | 0,05–12 m | 5 000 | ok. 270–310 zł |
| RPLIDAR A1 | 2D, triangulacja | 0,15–12 m | 8 000 | od 379 zł |
| RPLIDAR A2M12 | 2D | 0,2–12 m | 16 000 | 1 149 zł |
| RPLIDAR S2 | 2D, czas przelotu | 0,05–30 m | 32 000 | 1 899 zł |
| RPLIDAR S3 | 2D, czas przelotu | 40 m | 32 000 | 2 387,60 zł |
| RPLIDAR A3M1 | 2D | 25 m | 16 000 | 2 699 zł |
| Unitree L1 PM | 3D („4D”) | 20 m | 21 600 | od 249 USD |
| Unitree L1 RM | 3D („4D”) | 30 m | 21 600 | od 309 USD |
| Unitree L2 | 3D („4D”) | 30 m | 64 000 | 419 USD |
Ceny złotowe pochodzą z ofert polskich sklepów widocznych w wyszukiwarce 23 września 2026 roku, ceny w dolarach z cenników Unitree z tego samego dnia. Zasięg Unitree dotyczy powierzchni odbijającej 90% światła.
Słowo „rplidar”, które często pojawia się w wyszukiwarce, to nazwa handlowa serii lidarów chińskiej firmy Slamtec. Te czujniki często trafiają do studenckich i hobbystycznych robotów, bo są tanie, a producent udostępnia do nich sterowniki, także do ROS 2.
Przy wyborze patrz na pięć rzeczy:
- 2D czy 3D: na płaskiej podłodze wystarczy 2D, w terenie i na schodach potrzebny jest 3D.
- Zasięg przy ciemnej powierzchni: producenci eksponują wynik dla 80–90% odbicia. Jeśli karta podaje też zasięg przy 10%, jak u Unitree i Livoxa, licz raczej na tę liczbę.
- Minimalna odległość: RPLIDAR C1 mierzy już od 5 cm, a A1 dopiero od 15 cm; bliżej czujnik nie widzi nic.
- Szczelność: do pracy na zewnątrz szukaj obudowy o wysokiej klasie ochrony. Livox Mid-360 ma IP67, czyli znosi kurz i krótkie zanurzenie.
- Oprogramowanie: sprawdź, czy producent daje sterownik do ROS 2. Bez niego sam czujnik niewiele ci da.
FAQ
Czym się różni lidar od radaru?
Lidar mierzy odległość światłem lasera, a radar falami radiowymi. Radary samochodowe pracują w pasmach 24 i 77 GHz; przy 77 GHz długość fali wynosi około 3,9 mm (300 000 km/s podzielone przez 77 mld drgań na sekundę), czyli ponad 4000 razy więcej niż 905 nm typowego lidaru. Dlatego lidar rysuje znacznie dokładniejszy kształt przeszkód, a radar lepiej przebija się przez deszcz i mgłę. W samochodach oba czujniki zwykle się uzupełniają.
Jak korzystać z lidaru?
W iPhonie nie trzeba niczego włączać: aparat korzysta z lidaru sam przy ustawianiu ostrości, a aplikacje takie jak Miarka albo programy do skanowania 3D używają go po uruchomieniu. W robocie lidar podłącza się do komputera pokładowego: tanie modele 2D zwykle przez port szeregowy z przejściówką na USB, a lidary 3D, takie jak Livox Mid-360, przez Ethernet. Potem uruchamiasz sterownik producenta, np. jako pakiet ROS 2, i możesz podejrzeć chmurę punktów na ekranie albo przekazać ją algorytmom mapowania.
Jakie telefony mają lidar?
Według Apple skaner LiDAR mają: iPhone 12 Pro i 12 Pro Max, 13 Pro i 13 Pro Max, 14 Pro i 14 Pro Max, 15 Pro i 15 Pro Max, 16 Pro i 16 Pro Max oraz 17 Pro i 17 Pro Max. Wersje bez dopisku „Pro” go nie mają. Wcześniej, w marcu 2020 roku, Apple wprowadził lidar w iPadzie Pro.
Czy lidar jest bezpieczny dla oczu?
Lidary do robotów, takie jak Unitree L1 i L2, Livox Mid-360 czy RPLIDAR C1, mają według producentów laser klasy 1, czyli bezpieczny dla oka przy normalnym użytkowaniu (Unitree i Livox powołują się na normę IEC 60825-1). Lasery 1550 nm mogą przy tym świecić mocniej bez szkody dla wzroku, bo tę długość fali silnie pochłania woda w przedniej części oka, zanim światło dotrze do siatkówki. Gorzej z aparatami: Volvo ostrzegało w instrukcji EX90, że światło lidaru może uszkodzić zewnętrzną kamerę, i radziło nie celować w czujnik telefonem.
Gdzie zamontować lidar w robocie
Lidar 2D stawia się zwykle na szczycie robota albo z przodu, tak żeby wiązka nie zahaczała o koła, maszt ani przewody. Każda taka przeszkoda wycina z każdego skanu ten sam kawałek otoczenia. Wysokość dobierasz do przeszkód, które robot ma omijać, bo lidar 2D widzi tylko to, co przecina jego płaszczyznę. Jeśli groźne przeszkody leżą na różnych wysokościach, potrzebujesz lidaru 3D albo drugiego czujnika.
Potem zostaje reszta maszyny. Chmurę punktów przelicza komputer pokładowy, trasę wyznacza planista, a ruch wykonują napędy, które przez enkodery meldują, gdzie są. Całą konstrukcję, od ramy po zasilanie, rozkładamy na części w tekście o tym, jak wygląda budowa robota.
Zdjęcie główne: S. Winkvist, Wikimedia Commons, licencja Public domain