Microscanner镜子取代人类视觉

来自Fraunhofer IPM的MEMS镜像。
©Fraunhofer IPMS.

增强自动驾驶的安全性

在自动车辆中,它是推动车轮的先进技术,使乘客坐下来搭乘骑行。然而,这种系统必须满足严格的安全标准。例如,自主车辆必须能够识别障碍物和其他危险 - 并在紧急情况下施加制动器。这种车辆可配备来自Fraunhofer研究所的新的MicroScanner镜子光子微系统IPMS。这对车辆周围的3D扫描进行了超过200米的范围。在LIDAR系统内集成时,可以避免对人类视力的需求,从而对自主驾驶的安全作出关键贡献。

如今的车辆已经配备了各种先进的驾驶员辅助系统。未来几年,在新车上强制安装规避转向支持等应急系统,从而为自动驾驶的到来铺平道路。然而,即使在未来的汽车时代,人类仍将被期望关注他们的周围环境,并在危险的情况下做出反应。然而,随着激光雷达(光探测和测距)系统的引入,这种情况很可能会改变。激光雷达可以测量车辆和其他物体之间的距离。这种系统能够扫描周围地区的潜在危险,从而取代人眼。因此,它们标志着安全自动驾驶道路上的决定性一步。

当集成到激光雷达传感器中,来自Fraunhofer IPMS的MEMS反射镜将为车辆配备周围环境的3D视觉。
©Fraunhofer IPMS.

位于德累斯顿的Fraunhofer IPMS的一个研究小组现在开发了一种新型的微扫描镜,它构成了能够实现3D数字视觉的激光雷达系统的关键元素。该组件用于引导激光生成周围区域的3D扫描。自动驾驶汽车激光雷达系统专家AEye已经在其4Sight激光雷达传感器中使用了微扫描镜。“通过我们的技术平台,我们能够满足适用于激光雷达的新型微扫描仪的设计规范,”Fraunhofer IPMS的研究助理Jan Grahmann博士解释说。

“LIDAR系统能够在三个维度中扫描周围区域,因此检测行人,骑自行车者或其他车辆。我们的MEMS镜在两个尺寸中分配激光束,并将光聚焦在正在测量的物体上。通过测量反射光的飞行时间,还可以确定与第三维的对象的距离。“

具体过程如下:从激光二极管或其他激光源发出的光对准安装在激光雷达系统发射机中的微扫描镜。镜子在二维空间中扫描周围的区域。为了确定三维空间,激光雷达传感器会捕捉物体反射的光。这里,适用于以下情况:传感器捕捉到的光越多,就能越准确地确定到物体的距离。这是一个由评估算法执行的任务。从车辆周围到每个扫描位置的距离生成一个三维点云,代表激光雷达的视野。

坚固,防止材料疲劳,耐温和冲击

MEMS扫描仪是由单晶硅制成的,具有多种优点的材料:它不仅坚固且防止材料疲劳,而且具有高温和抗冲击性。硅具有反射涂层,其增强了光的反射。由于集成在芯片中的定位技术,可以连续地追踪镜子使激光束具有激光束并且正在测量位置。这又可以实现校正到操作点。在车辆中,LIDAR传感器通常安装在后视镜后面,从挡风玻璃上直接扫描周围区域。该系统可用于在红外范围内执行3D扫描,从而补充驾驶员或乘客的视觉。

“我们的MEMS镜子通常尺寸高达5毫米,”Grahmann说。“对于SPE-Cialized应用程序,更大的镜子是一种选择;但随着规模的增加,你会失去MEMS的好处。与MicroScanner镜子一起,我们还提供了必需的包装和驱动电子设备。所有组件都可以设计为客户规格,从而保证它们可以集成在不同的LIDAR系统中。我们还开发了MEMS扫描仪,用于头戴式显示器和工业机器人。“

例如,夫琅和费IPMS的微扫描镜可以在激光雷达应用的典型波长(905到1550纳米)上工作。孔径大小对操作范围有很大的影响。使用AEye的智能激光雷达传感器,操作范围超过200米是可能的。AEye已经成功完成了对Fraunhofer IPMS的MEMS扫描仪的测试,该扫描仪用于AEye的激光雷达系统。

“目前,采用激光雷达技术的先进驾驶辅助系统仍然是为了提供更大的舒适性和增强安全性。自动驾驶有五个级别,每一个级别都涉及不同程度的驾驶员发明。现在,在完全自动驾驶成为现实之前还有一段路要走,但我们的技术将帮助推进这一过程,”格莱曼说。下一步将是大量生产微扫描镜,并为大规模生产做好准备。

Weitere信息:

https://www.fraunhofer.de/en/press/research-news/2021/january-2021/microscanner-...

媒体联系人

Magdalena Ermlich新闻沟通
Fraunhofer光子微系统研究所IPMS

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