Compact 3D LiDAR-beeldvormingssysteem

Onderzoekers hebben een compact 3D LiDAR-beeldvormingssysteem ontwikkeld dat de prestaties en nauwkeurigheid van de meest geavanceerde mechanische systemen die momenteel worden gebruikt, kan evenaren en overtreffen. 3D LiDAR kan voor veel toepassingen nauwkeurige beeldvorming en mapping bieden; het is bijvoorbeeld de "ogen" voor autonome auto's en wordt gebruikt in gezichtsherkenningssoftware en door autonome robots en drones. Nauwkeurige beeldvorming is essentieel voor machines om de fysieke wereld in kaart te brengen en ermee te communiceren, maar de omvang en kosten van de technologie die momenteel nodig is, hebben het gebruik van LiDAR in commerciële toepassingen beperkt.

Het nieuwe, geïntegreerde systeem maakt gebruik van silicium fotonische componenten en CMOS elektronische circuits in dezelfde microchip. Het prototype zou een goedkope oplossing zijn en zou de weg kunnen banen voor grootschalige productie van goedkope, compacte en krachtige 3D-beeldcamera's voor gebruik in robotica, autonome navigatiesystemen, het in kaart brengen van bouwplaatsen om de veiligheid te vergroten, en in de gezondheidszorg.

Het silicium-fotonicasysteem biedt een veel hogere nauwkeurigheid op afstand in vergelijking met andere op chips gebaseerde LiDAR-systemen en de meeste mechanische versies. Tests van het prototype tonen aan dat het een nauwkeurigheid heeft van 3,1 millimeter op een afstand van 75 meter.

De combinatie van hoge prestaties en goedkope productie zou bestaande toepassingen in autonomie en augmented reality kunnen versnellen, evenals nieuwe richtingen kunnen openen, zoals industriële en consumenten digitale tweelingtoepassingen die een hoge dieptenauwkeurigheid vereisen, of preventieve gezondheidszorg door gedrags- en vitale functies op afstand te monitoren die nauwkeurigheid bij hoge snelheid.

Een van de problemen waarmee eerdere geïntegreerde systemen werden geconfronteerd, zijn de moeilijkheden bij het verschaffen van een dichte reeks pixels die gemakkelijk kunnen worden aangepakt; dit heeft ze beperkt tot minder dan 20 pixels, terwijl dit nieuwe systeem de eerste grootschalige 2D coherente detectorarray bestaande uit 512 pixels is. De onderzoekers werken aan het uitbreiden van de pixelarrays en de beam-stuurtechnologie om het systeem nog beter geschikt te maken voor toepassingen in de echte wereld en de prestaties verder te verbeteren.