बेहतर वस्तु ट्रैकिंग और दूरी मापन के लिए नया 3डी लिडार सिस्टम

जापान में क्योटो विश्वविद्यालय के सुसुमु नोडा के नेतृत्व में शोधकर्ताओं ने अपने नए गैर-यांत्रिक 3डी लिडार सिस्टम पर एक अध्ययन प्रकाशित किया है। यह प्रणाली हाथ की हथेली में फिट हो जाती है और खराब परावर्तक वस्तुओं की दूरी को मापने और उनकी गति को स्वचालित रूप से ट्रैक करने में सक्षम है।

में शोध प्रकाशित हुआ था optica.

स्कैनिंग और फ्लैश रोशनी का संयोजन

नोडा के अनुसार, "हमारे लिडार सिस्टम के साथ, रोबोट और वाहन काली धातु की कारों जैसी खराब परावर्तक वस्तुओं की दृष्टि खोए बिना गतिशील वातावरण में विश्वसनीय और सुरक्षित रूप से नेविगेट करने में सक्षम होंगे।" उन्होंने कहा कि कारों में प्रौद्योगिकी को शामिल करने से स्वायत्त ड्राइविंग सुरक्षित हो जाएगी।

नई प्रणाली एक अद्वितीय प्रकाश स्रोत द्वारा संभव बनाई गई है जिसे दोहरी मॉड्यूलेटेड फोटोनिक-क्रिस्टल लेजर (डीएम-पीसीएसईएल) कहा जाता है। डीएम-पीसीएसईएल प्रकाश की एक फ्लैश के साथ पूर्ण 3डी छवि प्राप्त करने के लिए फ्लैश लिडार में उपयोग की जाने वाली फ्लैश रोशनी के साथ गैर-यांत्रिक, इलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित बीम स्कैनिंग को एकीकृत करता है। यह प्रकाश स्रोत चिप-आधारित है और अंततः एक ऑन-चिप ऑल-सॉलिड-स्टेट 3डी लिडार सिस्टम के विकास को सक्षम कर सकता है।

लिडार सिस्टम वस्तुओं को लेजर बीम से रोशन करके मैप करते हैं और बीम की उड़ान के समय (टीओएफ) को मापकर इन वस्तुओं की दूरी की गणना करते हैं। अधिकांश मौजूदा और अल्प-विकसित लिडार प्रणालियाँ गतिशील भागों पर निर्भर करती हैं, जिससे वे भारी, महंगी और अविश्वसनीय हो जाती हैं। दूसरी ओर, फ्लैश लिडार सिस्टम, दृश्य में सभी वस्तुओं को एक साथ रोशन करने और उनकी दूरी का मूल्यांकन करने के लिए प्रकाश की एक व्यापक और फैली हुई किरण का उपयोग करते हैं। हालाँकि, फ्लैश लिडार सिस्टम खराब परावर्तक वस्तुओं की दूरी को माप नहीं सकते हैं और फ्लैश बीम बनाने के लिए आवश्यक बाहरी लेंस और ऑप्टिकल तत्वों के कारण बड़े होते हैं।

नये प्रकाश स्रोत का विकास करना

इन सीमाओं को दूर करने के लिए, शोधकर्ताओं ने डीएम-पीसीएसईएल प्रकाश स्रोत विकसित किया, जिसमें फ्लैश रोशनी और बीम-स्कैनिंग क्षमताएं दोनों हैं। शोधकर्ताओं ने इस प्रकाश स्रोत को 3डी लिडार प्रणाली में शामिल किया, जिससे व्यापक फ्लैश रोशनी के साथ कई वस्तुओं की एक साथ माप की अनुमति मिलती है और प्रकाश की अधिक केंद्रित किरण के साथ खराब परावर्तक वस्तुओं की चयनात्मक रोशनी होती है। उन्होंने एक टीओएफ कैमरा भी स्थापित किया और बीम-स्कैनिंग रोशनी का उपयोग करके खराब प्रतिबिंबित वस्तुओं की गति की स्वचालित ट्रैकिंग के लिए सॉफ्टवेयर विकसित किया।

नोडा ने कहा, "हमारा डीएम-पीसीएसईएल-आधारित 3डी लिडार सिस्टम हमें अत्यधिक परावर्तक और खराब परावर्तक वस्तुओं को एक साथ रेंज करने की सुविधा देता है।" "लेज़र, टीओएफ कैमरा, और सिस्टम को संचालित करने के लिए आवश्यक सभी संबंधित घटकों को एक कॉम्पैक्ट तरीके से इकट्ठा किया गया था, जिसके परिणामस्वरूप कुल सिस्टम फ़ुटप्रिंट एक व्यवसाय कार्ड से भी छोटा है।"

शोधकर्ताओं ने प्रयोगशाला में एक मेज पर रखी खराब परावर्तक वस्तुओं की दूरी को मापने के लिए इसका उपयोग करके प्रणाली का प्रदर्शन किया। उन्होंने यह भी दिखाया कि सिस्टम इन वस्तुओं की गति को पहचान और ट्रैक कर सकता है। शोधकर्ता अब व्यावहारिक अनुप्रयोगों में सिस्टम की क्षमता की खोज कर रहे हैं, जैसे कि रोबोट और वाहनों की स्वायत्त गति, और लंबी दूरी की माप के लिए टीओएफ कैमरे को अधिक ऑप्टिकली संवेदनशील सिंगल-फोटॉन एवलांच फोटोडायोड सरणी के साथ बदलने की संभावना की जांच कर रहे हैं। .