4 ژانویه 2021توسط مگدالنا ارملیچ ، فراونوفر-گسلشفت
در وسایل نقلیه خودمختار ، فن آوری پیشرفته فرمان را در دست می گیرد و به مسافران اجازه می دهد تا عقب بنشینند و از سواری لذت ببرند. با این وجود چنین سیستم هایی باید از استانداردهای ایمنی سختگیرانه ای برخوردار باشند. به عنوان مثال ، یک وسیله نقلیه خودمختار باید بتواند موانع و سایر خطرات را تشخیص دهد – و در شرایط اضطراری ترمز بگیرد. چنین وسیله ای می تواند به آینه میکرو اسکنر جدید موسسه Fraunhofer برای Photonic Microsystems IPMS مجهز شود. با این کار اسکن 3 بعدی از محیط اطراف خودرو با برد بیش از 200 متر انجام می شود. هنگامی که امر در یک سیستم LiDAR ادغام شود ، می تواند نیاز به بینایی انسان را از بین ببرد و در نتیجه سهم اساسی در ایمنی رانندگی خودکار دارد.
وسایل نقلیه امروزی از انواع سیستم های پیشرفته کمک راننده برخوردار هستند. در سال های آینده ، نصب سیستم های اضطراری مانند سیستم پشتیبانی فرمان در وسایل نقلیه جدید اجباری خواهد شد ، بنابراین راه را برای ظهور رانندگی خودکار هموار می کند. با این حال حتی در نسل های بعدی وسایل نقلیه ، از انسان ها هنوز هم انتظار می رود که مراقب محیط اطراف خود باشند و در موقعیت های خطرناک واکنش نشان دهند. با وجود وجود سیستم های LiDAR تشخیص و دامنه یابی نور ، که فاصله خودرو و سایر اشیا را اندازه گیری می کند ، این امر می تواند تغییر کند. این سیستم ها قادرند مناطق اطراف را برای خطرات احتمالی اسکن کرده و در نتیجه چشم انسان را جایگزین کنند. بدین ترتیب ، آنها گام قاطعی در مسیر رانندگی مستقل و ایمن برمی دارند.
اکنون تیمی از محققان Fraunhofer IPMS در درسدن نوع جدیدی از آینه میکرو اسکنر را تولید کرده اند که عنصر اصلی سیستم های LiDAR را تشکیل می دهد که توانایی دید دیجیتالی 3 بعدی را دارند. این مولفه برای هدایت لیزر استفاده می شود که اسکن 3-بعدی منطقه را ایجاد می کند.یک متخصص سیستم های LiDAR در خودروهای خودمختار ،که هم اکنون از آینه میکرو اسکنر در سنسور 4Sight LiDAR خود استفاده می کند. دکتر Jan Grahmann ، همکار تحقیق توضیح می دهد: “با سیستم فناوری ما ، ما می توانیم مشخصات طراحی میکرو اسکنرهای جدید مناسب برای استفاده با LiDAR را برآورده کنیم.” “سیستم های LiDAR قادرند مناطق اطراف را در سه بعد اسکن کنند و بنابراین عابران پیاده ، دوچرخه سواران یا وسایل نقلیه دیگر را تشخیص می دهند. آینه MEMS ما پرتو لیزر را به دو بعد تقسیم می کند و نور را روی جسمی که اندازه گیری می شود متمرکز می کند. با اندازه گیری زمان حرکت نور منعکس شده ، همچنین می توان فاصله تا جسم را به عنوان بعد سوم تعیین کرد. “
به طور جزئی ، روند کار به شرح زیر است: نور حاصل از یک دیود لیزر یا منبع لیزر دیگر به آینه میکرو اسکنر نصب شده در فرستنده سیستم LiDAR هدایت می شود. آینه از اطراف به دو بعد اسکن می کند. برای تعیین بعد سوم ، نوری که از جسم منعکس می شود توسط حسگر LiDAR گرفته می شود. در اینجا موارد زیر اعمال می شود: هرچه نور بیشتر توسط حسگر گرفته شود ، فاصله با جسم با دقت بیشتری قابل تعیین است. این وظیفه ای است که توسط الگوریتم ارزیابی انجام می شود. فاصله تا هر موقعیت اسکن شده در محیط خودرو ، ابر نقطه ای 3 بعدی ایجاد می کند که نشان دهنده میدان دید LiDAR است.
اسکنر MEMS از سیلیکون مونو کریستالی ساخته شده است ، ماده ای با چندین مزیت: نه تنها در برابر خستگی مواد مقاوم است بلکه دارای مقاومت درجه حرارت بالا و مقاومت در برابر ضربه است. سیلیکون دارای یک پوشش بازتابنده است که بازتاب نور را شدت می بخشد. به لطف فن آوری موقعیت یابی یکپارچه در تراشه ، می توان به طور مداوم ردیابی کرد که آینه چراغ لیزر را هدایت می کند و کدام موقعیت اندازه گیری می شود. این امر به نوبه خود اصلاح را تا مرحله عملیاتی امکان پذیر می کند. در خودرو ، سنسور LiDAR به طور کلی در پشت آینه دید عقب نصب می شود ، از آنجا که مستقیماً اطراف آن را از طریق شیشه جلو اسکن می کند. از این سیستم می توان برای انجام اسکن 3-D در محدوده مادون قرمز استفاده کرد و در نتیجه دید راننده یا سرنشینان را تکمیل کرد.
گراهمن می گوید: “اندازه آینه های MEMS ما معمولاً تا 5 میلی متر است.” “برای برنامه های تخصصی ، آینه های بزرگتر یک گزینه هستند ؛ اما با افزایش اندازه ، مزایای MEMS را از دست می دهید. در کنار آینه های میکرو اسکنر ، ما بسته بندی لازم و الکترونیک درایو را نیز تهیه می کنیم. تمام اجزا را می توان با توجه به مشخصات مشتری طراحی کرد ، بنابراین ما تضمین می کنیم که مشخصات مورد نظر می توانند در سیستم های مختلف LiDAR ادغام شوند. ما همچنین اسکنرهای MEMS را برای نمایشگرهای نصب شده در سر و ربات های صنعتی تولید می کنیم. “
“در حال حاضر ، سیستم های پیشرفته کمک به راننده با فناوری LiDAR هنوز در مورد ایجاد راحتی بیشتر و ایمنی بیشتر هستند. پنج سطح رانندگی خودکار وجود دارد ، که هر کدام از آنها درجه متفاوتی از رانندگی خودگار را شامل می شود. اکنون ، هنوز راهی زیادی برای رانندگی کاملاً مستقل به واقعیت تبدیل شود ، در پیش است ، اما فناوری ما به پیشرفت این روند کمک می کند. ” گام بعدی تولید آینه های میکرو اسکنر در حجم بیشتر و آماده سازی فناوری برای تولید انبوه خواهد بود.
