Yazıyı okuyorsunuz: Geliştirilmiş Nesne Takibi ve Mesafe Ölçümü için Yeni 3D Lidar Sistemi
Japonya’daki Kyoto Üniversitesi’nden Susumu Noda liderliğindeki araştırmacılar, mekanik olmayan yeni 3 boyutlu lidar sistemleri üzerine bir çalışma yayınladılar. Sistem avucunuza sığar ve zayıf yansıtıcı nesnelerin mesafesini ölçebilir ve hareketlerini otomatik olarak izleyebilir.
Araştırma şu tarihte yayınlandı: Optik.
Tarama ve flaş aydınlatmanın birleşimi
Noda’ya göre, “Lidar sistemimiz sayesinde robotlar ve araçlar, metalik siyah arabalar gibi zayıf yansıtıcı nesneleri gözden kaçırmadan dinamik ortamlarda güvenilir ve emniyetli bir şekilde gezinebilecek.” Teknolojinin otomobillere dahil edilmesinin otonom sürüşü daha güvenli hale getireceğini ekledi.
Yeni sistem, çift modülasyonlu fotonik kristal lazer (DM-PCSEL) adı verilen benzersiz bir ışık kaynağıyla mümkün kılınıyor. DM-PCSEL, tek bir ışık flaşıyla tam bir 3D görüntü elde etmek için mekanik olmayan, elektronik olarak kontrol edilen ışın taramayı flaş lidarda kullanılan flaş aydınlatmasıyla birleştirir. Bu ışık kaynağı çip tabanlıdır ve sonunda bir çip üzerinde katı hal 3 boyutlu lidar sisteminin geliştirilmesine olanak sağlayabilir.
Lidar sistemleri nesneleri lazer ışınlarıyla aydınlatarak haritalandırır ve ışınların uçuş süresini (ToF) ölçerek bu nesnelerin mesafesini hesaplar. Mevcut ve gelişmekte olan lidar sistemlerinin çoğu, hareketli parçalara dayanmaktadır ve bu da onları hantal, pahalı ve güvenilmez hale getirmektedir. Öte yandan flaş lidar sistemleri, görüşteki tüm nesnelerin mesafelerini eş zamanlı olarak aydınlatmak ve değerlendirmek için tek bir geniş, dağınık ışık huzmesi kullanır. Bununla birlikte, flaş lidar sistemleri zayıf yansıtıcı nesnelerin mesafelerini ölçemez ve flaş ışınını oluşturmak için gereken harici lensler ve optik elemanlar nedeniyle büyük olma eğilimindedir.
Yeni ışık kaynağının geliştirilmesi
Bu sınırlamaların üstesinden gelmek için araştırmacılar, hem flaşla aydınlatma hem de ışın tarama özelliklerine sahip DM-PCSEL ışık kaynağını geliştirdiler. Araştırmacılar bu ışık kaynağını bir 3 boyutlu lidar sistemine dahil ederek geniş flaş aydınlatmasıyla birçok nesnenin eş zamanlı ölçümüne ve zayıf yansıtıcı nesnelerin daha konsantre bir ışık huzmesiyle seçici olarak aydınlatılmasına olanak sağladı. Ayrıca bir ToF kamera kurdular ve ışın tarama aydınlatmasını kullanarak zayıf yansıtıcı nesnelerin hareketini otomatik olarak izlemek için bir yazılım geliştirdiler.
Noda, “DM-PCSEL tabanlı 3D lidar sistemimiz, yüksek derecede yansıtıcı ve düşük yansıtıcılı nesneleri aynı anda ölçmemize olanak tanıyor” dedi. “Lazerler, ToF kamera ve sistemi çalıştırmak için gereken tüm ilgili bileşenler kompakt bir şekilde bir araya getirildi, bu da sistemin genel ayak izinin bir kartvizitten daha küçük olmasını sağladı.”
Araştırmacılar, sistemi laboratuvarda bir masanın üzerine yerleştirilen zayıf yansıtıcı nesnelerin mesafelerini ölçmek için kullanarak gösterdiler. Ayrıca sistemin bu nesnelerin hareketini tanıyabildiğini ve takip edebildiğini de gösterdiler. Araştırmacılar şimdi sistemin robotların ve araçların otonom hareketi gibi pratik uygulamalardaki potansiyelini araştırıyor ve daha uzun mesafe ölçümleri için ToF kamerayı optik olarak daha hassas tek fotonlu çığ fotodiyot dizisiyle değiştirme olasılığını araştırıyor. .
