LiDAR（ライダー）

真っ暗な洞窟の中で、コウモリが音の反響（エコー）を聴いて障害物を避ける様子を想像してみてください。コウモリは音を出しますが、LiDARは音の代わりに1秒間に何万回、何百万回ものレーザー光を発射します（高性能なものでは1秒間に数十万〜数百万回に達することもあります）。発射された光が目の前の壁や歩行者に当たり、跳ね返って戻ってくるまでの時間を測定する仕組みです。

光の速度は1秒間に約30万キロメートルと常に一定です。そのため、戻ってくるまでにかかった時間を半分にして光の速度を掛ければ、物体までの距離をセンチメートル単位の正確さで（測量用の高精度機器ならミリ単位まで）割り出すことができます。

こうして集まった無数の測定点の集まりを「ポイントクラウド（点群）」と呼びます。無数の点を打って絵を描く点描画のように、コンピューターはこの点をつなぎ合わせて周囲の地形や物体の形を立体的な姿として再現します。ただし、センサーから死角になる裏側はデータが取れないため、空洞になっています。

自動運転車の「目」の役割をめぐって、カメラ、レーダー、LiDARの3つはよく比較されます。カメラは普段の写真のように色や文字をはっきり見分けられますが、物体との正確な距離を測るのが難しく、暗い夜道や強い逆光のもとでは認識能力が大きく落ちてしまいます。

一方、レーダー（ミリ波レーダー）は電波を使うため、濃い霧や雨風の中でも遠くの物体をしっかり捉えられます。しかし、電波はレーザーよりも波長が長いため、物体の細かな輪郭や境界線までは鮮明に見分けることはできません。

LiDARは、レーダーのように自ら信号を発信しながらも、カメラに近い高解像度で形と距離を測れる優れものです。自ら光を放つため、漆黒の闇の中でも物体の位置や体積をセンチ単位の誤差で精密に測定できます。これにより、自動運転車は目の前にあるのが「人間」なのか単なる「ダンボール箱」なのかを立体的に見分けることができるのです。

もっとも、LiDARも完全無欠の万能な目というわけではありません。レーザー光を使っているため、大粒の雨や濃い霧、吹雪の中では光が途中で散乱してしまい、測定精度が落ちるという弱点があります。そのため、実際の自動運転ではLiDAR単体ではなく、カメラやレーダーと組み合わせて互いの弱点を補い合っています。

また、かつて実験用の自動運転車の屋根の上でグルグル回っていた大型の機械式LiDARは、部品が高価で耐久性にも課題がありました。しかし最近では、モーターで全体を回転させる代わりに微小な鏡（MEMS）や半導体チップ、面全体を一気に照射するフラッシュ方式などを用いたソリッドステート（全固体）型LiDARが進化し、量産化によって小型化と低価格化が一気に進んでいます。

iPhoneのProモデルなど、一部のハイエンドスマートフォンの背面にある小さなセンサーもLiDARの一種です。車載用ほど遠くまで届かないものの、暗い部屋でも瞬時にカメラのピントを合わせたり、AR（拡張現実）アプリで部屋にバーチャル家具を配置する際に床や壁の3次元の奥行きを正確に測定してくれます。