.jpg)
Academia Română a fost creată în 1866 pentru a cristaliza cele mai înalte valori intelectuale din provinciile românești într-o societate erudită menită să consolideze identitatea națională pe baza a patru componente esențiale: limbă și literatură, istorie, etnografie și cultură. La...
Revista >> Mai 2020 [Nr. 224] >> IT&C
Perspective LiDAR pentru vehicule autonome
În cazul dispozitivelor LiDAR ce folosesc deplasarea unghiulară a razei laser pentru scanare, lumina emisă trebuie să îşi schimbe continuu lungimea de undă, pentru a permite algoritmului să diferenţieze între lumina emisă şi cea receptată, iar această modulare a frecvenţei se realizează de obicei prin folosirea de microoglinzi în cavitatea de amplificare a luminii din nucleul emiţătorului laser.
Însă notăm şi faptul că lungimea de undă (frecvenţa radiaţiei laser) – prin domeniul de lucru prestabilit constructiv, cât şi prin modularea acesteia pe durata măsurătorii efective – constituie un as- pect important privind destinaţia tehnologiei în practică, întrucât prin acesta se poate profila sensibilitatea dispozitivului pentru particularităţi esenţiale ale mediului şi ale obiectelor detectate, precum substanţa constituentă, dimensiunea, forma/morfologia şi cinematica, determinând deci domeniul de aplicare.
Cerinţe specifice
Componenta emiţător a dispozitivului LiDAR este o diodă capabilă să genereze impulsuri laser (PLD), având uzual lungimi de undă de 900-1700 nm. Receptorul este constituit fie dintr-o fotodiodă singulară (PIN), fie dintr-o fotodiodă cu amplificare în avalanşă (APD, pentru o sensibilitate mai mare), sau – aşa cum spuneam mai devreme – dintr-o matrice de fotodiode (PIN sau APD) grupate/ orientate corespunzător. Deoarece pentru aplicăriile din domeniile automobilelor şi al vehiculelor aeriene este critică cerinţa privind rezoluţia de scanare (densitatea norului de puncte 3D citite) şi viteza de procesare, este imperativ ca durata im- pusului laser să fie foate scurtă (între 2-5 nanosecunde), iar frecvenţa impulsurilor să fie de cel puţin 200 kHz (pentru a fur- niza o precizie de ordinul a ±2 cm).
Dacă intrăm în detaliile detectării semnalului laser reflectat de obiectele vizate, vom afla că există două tehnici LiDAR: detecţia directă/incoerentă a energiei (care măsoară modificările în amplitudinea pulsurilor laser reflectate), şi detecţia indirectă/coerentă (care măsoară efectele Doppler ale reflexiei, adică modificările în frecvenţa şi în faza luminii reflectate).
Şi încheiem aspectul clasificării notând că, indiferent de tipul detecţiei (directe sau heterodină), din punctul de vedere al pulsului laser există două tipuri de sisteme: cu micropuls şi cu energie înaltă. Cu particularităţile lor distinctive: sistemele micropuls necesită resurse computaţionale foarte mari pentru procesarea datelor, iar sistemele de mare energie sunt foarte potrivite pentru a măsura parametri atmosferici, precum densitatea aerului, temperatura, viteza vântului (deplasarea particulelor) şi umiditatea (densitatea particulelor de apă). Şi apropo de condiţii meteo, notăm că dispozitivele LiDAR trebuie, în multe dintre aplicaţii, să fie cât mai stabile la variaţii de temperatură (în special privind controlabilitatea lungimii de undă).
Printre cerinţele cheie ale acestui domeniu, pe lângă miniaturizare şi ieftinire, acum dar şi în perspectivă – şi în special datorită tendinţei de piaţă pentru automobilelor şi aeronavele autopilotate – reţinem şi viteza de lucru, care, fireşte, trebuie sa fie suficient de ridicată pentru a permite modulelor LiDAR să localizeze, detecteze şi să recunoască în timp-real inclusiv obiecte aflate în mişcare rapidă în câmpul lor de lucru/analiză.
Specializări şi perspective
Aşa cum spuneam, există o legătură firească între frecvenţa (lungimea de undă a) fascicolului emis/receptat şi particularităţile mediului investigat, iar în cazul de faţă ne referim atât la mediul străbătut de raza laser, cât şi la substanţa obiectului detectat. Familiarizaţi cu această legitate optică, vom înţelege mai uşor de ce pentru anumite aplicări se aleg lungimi de undă specifice pentru fascicolul de lumină. De exemplu, aflăm că sursele din domeniul infra-roşu-apropiat (NIR cu lungimi de undă de 905-1550 nm) sunt recomandate pentru aplicaţiile care nece- sită o cât mai mică absorţie a luminii de către atmosferă. De asemenea, anumite subdomenii ale spectrului electromagnetic sunt mai potrivite pentru evitarea riscurilor de expunere a ochilor.
Revenind la aplicarea tehnologiilor LiDAR pentru vehiculele autonome, notăm la final şi direcţia probabilei convergenţe cu tehnologiile OV2V (de comunicare optică între vehicule), unde se estimează că LiDAR-ul va permite o mai bună identificare a vehiculelor din câmpul de înaintare.
Pentru tehnologia LiDAR se estimează că piaţa va ajunge la 2,3 miliarde dolari în 2022 şi la 7 miliarde în 2030.
Parerea ta conteaza: 
Memoriile drive pentru calculatoare
