Yeni 3D Lider Sistemi için Geliştirilmiş Nesne İzleme ve Mesafe Ölçümü

Kyoto Üniversitesi’nden Susumu Noda liderliğindeki araştırmacılar, yeni non-mekanik 3D lider sistemleri hakkında bir çalışma yayınladılar. Sistem, elin içi kadar küçük ve kötü yansıtıcı nesnelerin mesafesini ölçme ve hareketlerini otomatik olarak izleme yeteneğine sahiptir.

Araştırma Optica dergisinde yayımlandı.

Tarama ve Flaş Aydınlatmanın Birleştirilmesi

Noda’ya göre, “Lider sistemimizle, robotlar ve araçlar, kötü yansıtıcı nesneleri kaybetmeden dinamik ortamlarda güvenle ve güvenilir bir şekilde navigasyon yapabilecekler.” Ayrıca, bu teknolojinin arabalara entegre edilmesi, otonom sürüşü daha güvenli hale getireceğini ekledi.

Yeni sistem, duyally modüle edilmiş fotonik-kristal lazer (DM-PCSEL) olarak adlandırılan benzersiz bir ışık kaynağı sayesinde mümkün olmaktadır. DM-PCSEL, non-mekanik, elektronik olarak kontrol edilen ışın taraması ile flaş aydınlatmayı entegre eder ve tek bir flaş ışığıyla tam 3D görüntüyü elde eder. Bu ışık kaynağı çip tabanlıdır ve sonunda tüm katı hal 3D lider sisteminin geliştirilmesini sağlayabilir.

Lider sistemleri, nesneleri lazer ışınları ile aydınlatarak ve bu ışınların uçuş süresini (ToF) ölçerek nesnelerin mesafesini hesaplar. Mevcut ve geliştirilmekte olan çoğu lider sistemi, hareketli parçalara dayanır, bu da onları hantal, pahalı ve güvensiz hale getirir. Flaş lider sistemleri, diğer yandan, tüm nesneleri aynı anda aydınlatmak için tek bir geniş ve diffüz ışın kullanır. Ancak, flaş lider sistemleri kötü yansıtıcı nesnelerin mesafesini ölçemez ve dış lensler ve optik elemanlar gerektirdiği için genellikle büyüktür.

Yeni Işık Kaynağının Geliştirilmesi

Bu sınırlamaları aşmak için araştırmacılar, hem flaş aydınlatma hem de ışın tarama yeteneklerine sahip olan DM-PCSEL ışık kaynağını geliştirdiler. Araştırmacılar, bu ışık kaynağını bir 3D lider sistemine entegre ettiler, böylece birçok nesnenin aynı anda geniş flaş aydınlatma ile ölçülmesi ve kötü yansıtıcı nesnelerin daha konsantre bir ışın ile seçici aydınlatma ile ölçülmesi mümkün hale geldi. Ayrıca, bir ToF kamera kurarak ve beam-scanning aydınlatma ile kötü yansıtıcı nesnelerin hareketinin otomatik olarak izlenmesini sağlayan bir yazılım geliştirdiler.

“DM-PCSEL tabanlı 3D lider sistemimiz, yüksek yansıtıcı ve kötü yansıtıcı nesneleri aynı anda ölçmemize olanak tanır” dedi Noda. “Lazerler, ToF kamera ve sistem çalıştırmak için gereken tüm bileşenler, küçük bir şekilde birleştirildi, bu da sistem ayak izinin bir iş kartından daha küçük olmasını sağladı.”

Araştırmacılar, sistemi, laboratuvardaki bir masanın üzerindeki kötü yansıtıcı nesnelerin mesafesini ölçerek ve hareketlerini tanıyarak ve izleyerek gösterdiler. Araştırmacılar, şimdi sistemin pratik uygulamalarındaki potansiyelini, örneğin robotların ve araçların otonom hareketi, ve ToF kamerayı daha optik olarak duyarlı tek foton avalanche fotodiyot dizisi ile değiştirme olasılığını araştırıyorlar. s. Araştırmacılar şimdi sistemin pratik uygulamalarındaki potansiyelini araştırıyorlar, Örneğin robotların ve araçların otonom hareketi ve ToF kamerayı daha optik olarak duyarlı tek foton avalanche fotodiyot dizisi ile değiştirme olasılığını.