FMCW-LiDAR mit großer Reichweite und 2D quasi-statischer MEMS-Spiegelabtastung

Im Überblick

  • Direkte Frequenzmodulation bei 1550 nm und kohärente Detektion ermöglichen größere Reichweite, intrinsische Verstärkung und Blendungsunterdrückung
  • Geringere Systemkomplexität durch monostatischen Aufbau mit zweidimensionalem MEMS-Scanner
  • Faserkopplung ermöglicht räumliche Trennung von optischem Frontend und Empfängermodul

Technischer Hintergrund

Die drei Fraunhofer-Institute HHI, ISIT und FHR demonstrieren einen LiDAR-Prototyp, der auf kohärenter Detektion basiert. Dieser Ansatz ermöglicht einen Betrieb mit großer Reichweite, eine einfache Implementierung der Blendungsunterdrückung und einen potenziell kleinen Formfaktor. Er basiert auf der Frequenzmodulation eines augensicheren Lasers mit einer Wellenlänge von 1550 nm, der die Szene mit Hilfe von kleinen MEMS-Spiegeln (Mikro-Elektro-Mechanische-Systeme) abtastet. 

Merkmale

  • Große Reichweite von etwa 150 m
  • Gleichzeitige Messung von Entfernung und Geschwindigkeit
  • Skalierbarkeit durch Verwendung von Standard-Kommunikations Komponenten
  • Quasi-Solid-State für die Abtastung
  • Faserbasierte Optik und monostatische Scanning-Design

Anwendungen

  • Erweiterte Fahrerassistenzsysteme (ADAS)
  • 3D-Bildgebung
  • Erweiterte Realität (AR)
  • Intelligente Infrastruktur
  • Robotik

Prototyp

  • Frequenzmoduliertes Dauerstrich FMCW-Verfahren (frequenzmodulierte Dauerstrichwellen) mit passiver Vorverzerrung
  • Laserwellenlänge bei 1550 nm und 100 kHz Linienbreite
  • Augensicherer Betrieb
  • Verwendung eines neuartigen quasi-statischen 2D MEMS-Spiegel für Punkt-zu-Punkt Scannen
Blockschaltbild des LiDAR-Prototyps
point-cloud eines gescannten Objekts bei Prototypverwendung
Vorverzerrung auswirkend auf Linienbreite und Messgenauigkeit