OQmented – We Scan Light!

Problemstellung

Zurzeit wird die LiDAR-Technik (Light-Detection and Ranging) so weiterentwickelt, dass sie immer größere Abstände sicher erfasst und auch im Weitwinkelbereich sowie bei starker Sonneneinstrahlung wirkt. Nur bei sicheren Abstandserfassungen – auch in größeren Bereichen – ist die Technik für den permanenten Einsatz im Bereich des autonomen Fahrens geeignet.

Was möchte »OQmented« erreichen?

Angestrebt wird die Umsetzung eines Wide Field of View LiDAR-Demonstrators mit einem einzelnen MEMS Spiegel. Dieser soll zwei wesentliche Merkmale besitzen:

  • Erfassung von Abständen > 100 m
  • Erfassung von Abständen in einem Winkelbereich > 160 Grad
     

Technologische Erfordernisse

Schmalbandige Filter mit engem Durchlassbereich um die zentrale Emissions-Wellenlänge sollen im Zusammenspiel mit einer temperaturstabilisierten Pulslaserquelle das Sonnenlicht gut unterdrücken. Darüber hinaus sollen SPAD-Arrays mit Laser-Scannern kombiniert werden. SPAD-Arrays wurden bislang vorwiegend in FLASH-LiDAR-Systemen genutzt und deshalb vermehrt im Bereich geringer und mittlerer Reichweiten angewandt. Es gehört zu den Projektzielen, zu zeigen, dass durch das Zusammenspiel des SPAD-Arrays mit der durch den Laserscanner sehr stark räumlich gerichteten Ausleuchtung, eine hohe Reichweite des Sensors erzielt werden kann. Das Optik-Konzept muss so ausgelegt werden, dass die sehr hohen Scanwinkel (mit dem 1D-Scanner von Fraunhofer ISIT / OQmented erreichbar), auch tatsächlich vom SPAD-Array erfasst werden können.

Am Projekt beteiligte FMD-Institute

Das Ferdinand-Braun-Institut hat wellenlängenstabilisierte Pulslaser mit schmaler Linienbreite und besonders hohen Spitzenausgangsleistungen sowie einer leistungsfähigen Impulsansteuerelektronik entwickelt. Das FBH wird diese Pulslaserquellen mit geeigneter Strahlformung und Ansteuerung beisteuern.

Das Fraunhofer ISIT hat MEMS-Scanner mit besonders großen Scanwinkeln entwickelt und wird in dem erforderlichen Umfang aufgebaute und kontaktierte MEMS-Scanner beisteuern.

Das Fraunhofer IMS hat SPAD-Arrays mit 192 x 2 Pixeln entwickelt und steuert diese zusammen mit Vorverarbeitungs-Elektronik und geeigneten Datenschnittstellen bei.

Zielstellung mit der FMD

Zielsetzung der Kooperation ist der Aufbau eines gemeinsamen, im Wesentlichen von OQmented aufgebauten LiDAR-Demonstrators, der dazu dienen soll, die Pulslaserquellen des Ferdinand-Braun-Instituts, die MEMS-Scanner-Bauelemente des Fraunhofer ISIT, die SPAD-Arrays des Fraunhofer IMS sowie die MEMS Scanner-Controller und die Systemsoftware von OQmented zu kombinieren. Anschließend soll der Prototyp zwecks Technologietransfer Interessenten aus Industrie und Wissenschaft vorgeführt werden.

Erfolge

Gewinner des Plug and Play StartUp-Camps 2019