Die LiDAR-Lösung zielt auf die Überwachung der Verkehrsinfrastruktur ab
Toshiba hat eine aktualisierte Version seiner Solid-State-LiDAR-Lösung vorgestellt, die jetzt einen maximalen Erfassungsbereich von 200 m unterstützt und eine viel höhere Auflösung bietet.
Laut Toshiba wird die verbesserte Leistung der LiDAR-Einheit dazu beitragen, den Übergang zum autonomen Fahren zu beschleunigen und Anwendungsmöglichkeiten für die Überwachung der Verkehrsinfrastruktur zu eröffnen, beispielsweise in Bereichen wie der Früherkennung von Straßensenkungen oder Erdrutschen, Schneedecke oder herabfallenden Gegenständen auf Straßen .
Aktuelle Methoden zur Überwachung der Verkehrsinfrastruktur basieren auf Kameras, ihre Leistung wird jedoch durch schwache Lichtverhältnisse und widrige Wetterbedingungen beeinträchtigt. Die LiDAR-Einheit von Toshiba bietet eine Alternative für klares, robustes 3D-Scannen und Objekterkennung über große Entfernungen bei einer Vielzahl von Licht- und Wetterbedingungen. Es ist auch extrem kompakt, misst nur ein Drittel der Größe des im Juli 2020 angekündigten früheren Prototyps und wird vom Unternehmen als der kleinste in der Branche angegeben.
„Wir haben Technologien entwickelt, die für eine kompakte, hochauflösende und weitreichende Solid-State-LiDAR-Lösung unerlässlich sind, die robust und einfach zu implementieren ist. Sowohl in den Anwendungen für autonomes Fahren als auch für die Überwachung der Verkehrsinfrastruktur wird eine große Nachfrage nach solch einer vielseitigen Lösung erwartet“, sagte Akihide Sai, Senior Research Scientist im Corporate Research & Development Center von Toshiba. „Wir freuen uns darauf, diese LiDAR-Einheit der nächsten Generation in straßenseitigen Installationen einzusetzen.“
Das Herzstück der LiDAR-Einheit sind eine Reihe von Innovationen, die Toshiba an seinen Silizium-Photomultiplier (SiPM)-Lichtempfangschips vorgenommen hat, um die erreichte Bildauflösung zu verbessern.
Jedes SiPM besteht aus lichtempfangenden Zellen, die von Transistoren gesteuert werden. Die neuen Chips haben kleinere Transistor Module und beseitigen die Pufferschichten, die die Transistoren schützen. Stattdessen werden neu entwickelte Isoliergräben zwischen den Transistoren und den Lichtempfangszellen platziert. Das potenzielle Problem einer verringerten Lichtempfindlichkeit aufgrund der Verwendung kleinerer Transistoren wurde durch die Hinzufügung eines widerstandsfähigen Spannung Abschnitt, um den Spannungseingang zur Lichtempfangszelle zu erhöhen.
Diese Innovationen haben die Größe des SiPM um 75 % reduziert und seine Lichtempfindlichkeit im Vergleich zum Vorgänger vom Juli 50 um 2020 % erhöht. Jetzt können mehr SiPMs im gleichen Paket angeordnet werden – wodurch die Auflösung auf 1200 x 80 Pixel erhöht wird (was eine 4-fache Verbesserung ist).
Oben: Toshibas SiPM enthält viel kleinere Transistoren, einen Hochspannungseingangsabschnitt sowie isolierende Gräben
Toshiba hat auch dafür gesorgt, dass die neue LiDAR-Einheit eine höhere Haltbarkeit aufweist, die für den Außeneinsatz bei allen Wetterbedingungen unerlässlich ist.
Ein Temperaturkompensationsmechanismus passt die an die Lichtempfangszellen angelegte Spannung automatisch an, um die Auswirkungen externer Temperaturänderungen zu mildern. Dies bedeutet, dass die erhöhte SiPM-Leistung trotz jeglicher Umgebungstemperaturschwankungen erhalten bleibt. Darüber hinaus hat Toshiba durch die Verwendung einer hochdichten Komponentenmontage die Gesamtgröße des LiDAR-Projektors und -Empfängers auf ein Volumen von 350 cm³ reduziert.