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03.04.2020

MEMS-LiDAR-Lösung für autonome Fahrzeuge

Fahrerassistenz

Die Mitsubishi Electric Corporation in Tokio hat eine kompakte LiDAR-Lösung (Light-Detection and Ranging) mit einem integrierten mikro-elektromechanischen System (MEMS) entwickelt. Die Technologie bietet einen weiten horizontalen Abtastwinkel, um die Formen und Entfernungen von Objekten vor dem Fahrzeug mit autonomen Fahrsystemen genau zu erkennen.

Die LiDAR-Lösung bestrahlt Objekte mit einem Laser und verwendet einen zweiachsigen (horizontalen und vertikalen) MEMS-Spiegel, um das gespiegelte Licht zu erfassen und dreidimensionale Bilder von Fahrzeugen und Fußgängern zu erzeugen. Nachdem die Objekte mit dem Laser bestrahlt wurden, muss die maximale Menge an reflektiertem Licht gesammelt werden, um präzise dreidimensionale Bilder, insbesondere von Fahrzeugen und Fußgängern, zu erhalten. LiDAR-Systeme benötigen daher Spiegel mit einer großen Oberfläche, um die Lichterfassung zu maximieren. Außerdem ist ein weiter Abtastwinkel erforderlich, um eine genaue Überwachung der Fahrzeugperipherie zu ermöglichen.

Eine fahrzeuginterne LiDAR-Lösung ermöglicht eine dreidimensionale Echtzeit-Erkennung der Umgebung durch Messung der Zeit, die das Laserlicht benötigt, um Objekte wie Fahrzeuge und Fußgänger zu bestrahlen und zurück zum LiDAR zu reflektieren. LiDAR-Systeme sind für Fahrassistenz und das autonome Fahren wichtig.  ©  Mitsubishi Electric

Eine fahrzeuginterne LiDAR-Lösung ermöglicht eine dreidimensionale Echtzeit-Erkennung der Umgebung durch Messung der Zeit, die das Laserlicht benötigt, um Objekte wie Fahrzeuge und Fußgänger zu bestrahlen und zurück zum LiDAR zu reflektieren. LiDAR-Systeme sind für Fahrassistenz und das autonome Fahren wichtig. © Mitsubishi Electric

Die neue Entwicklung umfasst einen elektromagnetischen MEMS-Spiegel mit einer Abmessung von 7 mm x 5 mm in einem Design, das die horizontale und vertikale Erfassung ermöglicht. Der Spiegel verfügt über einen horizontalen Bewegungsspielraum von ±15 Grad. Der vertikale Bewegungsspielraum beträgt derzeit ±3,4 Grad, und Mitsubishi Electric möchte diesen Wert durch Verbesserung des Strahlenaufbaus des MEMSs auf mindestens ±6,0 Grad erhöhen.

Der MEMS-Spiegel kann mithilfe der Halbleiter-Verarbeitungstechnologie serienmäßig auf einem Siliziumsubstrat hergestellt werden und ist somit für die Massenproduktion geeignet. Darüber hinaus werden im Vergleich zu mechanisch mit Motoren angetriebenen Spiegeln weniger Teile benötigt, was die LiDAR-Lösung langlebig macht.

Großflächige Erfassung von 3D-Bildern

Der Hersteller hat die Anordnung der elektromagnetischen MEMS-Spiegel und der optischen Komponenten - einschließlich mehrerer Laserlichtquellen, Fotodetektoren und Linsen - optimiert, um die optische Abschattung zu unterdrücken und zu verhindern, dass der Laserstrahl durch die internen Komponenten des LiDARs verzerrt wird. Durch das optimierte Design und den optischen Sende-/Empfangsmechanismus wird ein extra großer horizontaler Abtastwinkel erzeugt, wodurch das Erfassen von vorausfahrenden oder entgegenkommenden Fahrzeugen, von Fußgängern, die die Straße überqueren, sowie von Ampeln, Verkehrsschildern und Hindernissen am Straßenrand verbessert wird. Das Unternehmen will zukünftig einen vertikalen Abtastwinkel von mehr als 25 Grad erreichen, der die Erkennung von Fahrzeugen und Fußgängern auch in unmittelbarer Nähe ermöglicht. Das LiDAR-Gehäuse hat ein Volumen von 900 cm³, geplant ist die Entwicklung eines besonders kompakten Gerätes mit einem Volumen von höchstens 350 cm³.

weitere Informationen

Unternehmensinformation

Mitsubishi Electric Europe B.V.

DE 40880 Ratingen
Tel.: 02102 486-8310
Fax: 02102 486-1120

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