Cermin perencana mikro menggantikan penglihatan manusia
Engineering

Cermin perencana mikro menggantikan penglihatan manusia


Saat diintegrasikan dalam sensor LiDAR, cermin MEMS dari Fraunhofer IPMS akan melengkapi kendaraan dengan penglihatan 3D di sekitarnya. Kredit: Fraunhofer IPMS

Pada kendaraan otonom, teknologi canggih mengambil alih kemudi, memungkinkan penumpang untuk duduk dan menikmati perjalanan. Namun sistem seperti itu harus memenuhi standar keamanan yang ketat. Misalnya, kendaraan otonom harus mampu mengenali rintangan dan bahaya lainnya — dan mengerem dalam keadaan darurat. Kendaraan semacam itu dapat dilengkapi dengan cermin perencana mikroskop baru dari Fraunhofer Institute for Photonic Microsystems IPMS. Ini melakukan pemindaian 3-D dari lingkungan kendaraan hingga jarak lebih dari 200 meter. Ketika diintegrasikan dalam sistem LiDAR, ini dapat meniadakan kebutuhan akan penglihatan manusia dan dengan demikian memberikan kontribusi kunci bagi keselamatan mengemudi otonom.

Kendaraan saat ini sudah dilengkapi dengan berbagai sistem bantuan pengemudi yang canggih. Di tahun-tahun mendatang, akan menjadi wajib untuk memasang sistem darurat seperti dukungan kemudi yang mengelak di kendaraan baru, sehingga membuka jalan bagi munculnya pengemudian otonom. Namun, bahkan dalam generasi kendaraan yang akan datang, manusia tetap diharapkan untuk mengawasi lingkungannya dan bereaksi dalam situasi berbahaya. Namun, ini bisa berubah dengan baik, dengan diperkenalkannya sistem LiDAR (deteksi dan jangkauan cahaya), yang mengukur jarak antara kendaraan dan objek lain. Sistem semacam itu mampu memindai area sekitar untuk mencari potensi bahaya dan dengan demikian menggantikan mata manusia. Dengan demikian, mereka menandai langkah yang menentukan dalam perjalanan menuju mengemudi otonom yang aman.

Sebuah tim peneliti di Fraunhofer IPMS di Dresden kini telah mengembangkan cermin pemindai mikroskop jenis baru, yang membentuk elemen kunci sistem LiDAR yang mampu melakukan penglihatan digital 3-D. Komponen ini digunakan untuk mengarahkan laser yang menghasilkan pemindaian 3-D di area sekitarnya. AEye, spesialis sistem LiDAR pada kendaraan otonom, sudah menggunakan cermin pemindai mikroskop di sensor 4Sight LiDAR. “Dengan platform teknologi kami, kami dapat memenuhi spesifikasi desain untuk pemindai mikroskop baru yang cocok untuk digunakan dengan LiDAR,” jelas Dr. Jan Grahmann, rekan peneliti di Fraunhofer IPMS. “Sistem LiDAR dapat memindai area sekitar dalam tiga dimensi dan karenanya mendeteksi pejalan kaki, pengendara sepeda, atau kendaraan lain. Cermin MEMS kami membagi sinar laser menjadi dua dimensi dan memfokuskan cahaya pada objek yang sedang diukur. Dengan mengukur waktu penerbangan dari cahaya yang dipantulkan, juga memungkinkan untuk menentukan jarak ke objek sebagai dimensi ketiga. “

Secara rinci, prosesnya adalah sebagai berikut: cahaya dari dioda laser atau sumber laser lainnya diarahkan ke cermin perencana mikroskop yang dipasang di pemancar sistem LiDAR. Cermin memindai area sekitarnya dalam dua dimensi. Untuk menentukan dimensi ketiga, cahaya yang dipantulkan dari objek ditangkap oleh sensor LiDAR. Di sini, hal berikut berlaku: semakin banyak cahaya yang ditangkap oleh sensor, semakin akurat jarak ke objek dapat ditentukan. Ini adalah tugas yang dilakukan oleh algoritma evaluasi. Jarak ke setiap posisi yang dipindai di lingkungan kendaraan menghasilkan awan titik 3-D yang mewakili bidang penglihatan LiDAR.

Cermin perencana mikro menggantikan penglihatan manusia

© Fraunhofer IPMS Mirror MEMS dari Fraunhofer IPMS.

Kuat, tahan terhadap kelelahan material, tahan terhadap suhu dan guncangan

Pemindai MEMS terbuat dari silikon monokristalin, bahan dengan beberapa keunggulan: tidak hanya kuat dan tahan terhadap keletihan material tetapi juga memiliki suhu tinggi dan tahan guncangan. Silikon memiliki lapisan reflektif yang memperkuat pantulan cahaya. Berkat teknologi pemosisian yang terintegrasi dalam chip, dimungkinkan untuk terus melacak ke mana cermin mengarahkan sinar laser dan posisi mana yang sedang diukur. Ini pada gilirannya memungkinkan koreksi ke titik operasi. Di dalam kendaraan, sensor LiDAR umumnya dipasang di belakang kaca spion, dimana sensor tersebut secara langsung memindai area sekitarnya melalui kaca depan. Sistem ini dapat digunakan untuk melakukan pemindaian 3-D dalam jangkauan infra merah, dengan demikian menambah penglihatan pengemudi atau penumpang.

“Cermin MEMS kami biasanya berukuran hingga 5 milimeter,” kata Grahmann. “Untuk aplikasi khusus, cermin yang lebih besar merupakan pilihan; tetapi dengan ukuran yang semakin besar, Anda kehilangan manfaat MEMS. Di samping cermin perencana mikro, kami juga menyediakan kemasan yang diperlukan dan elektronik penggerak. Semua komponen dapat dirancang untuk spesifikasi pelanggan, dengan demikian menjamin bahwa mereka dapat diintegrasikan dalam sistem LiDAR yang berbeda. Kami juga mengembangkan, misalnya, pemindai MEMS untuk monitor yang dipasang di kepala dan robot industri. “

Mirror perencana mikro dari fungsi Fraunhofer IPMS, misalnya, pada panjang gelombang yang umum untuk aplikasi LiDAR — 905 hingga 1.550 nanometer. Ukuran bukaan memiliki pengaruh besar pada rentang operasi. Dengan sensor LiDAR pintar dari AEye, jangkauan pengoperasian lebih dari 200 meter dimungkinkan. AEye telah berhasil menyelesaikan pengujian pemindai MEMS dari Fraunhofer IPMS, yang digunakan dalam sistem LiDAR-nya.

“Saat ini, sistem bantuan pengemudi canggih yang menampilkan teknologi LiDAR masih memberikan kenyamanan yang lebih besar dan peningkatan keselamatan. Ada lima tingkat mengemudi otomatis, yang masing-masing melibatkan tingkat penemuan pengemudi yang berbeda. Sekarang, masih ada cara untuk pergi sebelum mengemudi otonom sepenuhnya menjadi kenyataan, tetapi teknologi kami akan membantu memajukan proses ini, “kata Grahmann. Langkah selanjutnya adalah memproduksi cermin perencana mikro dalam volume yang lebih besar dan menyiapkan teknologi untuk produksi massal.


Kendaraan pengiriman tanpa pengemudi G Plus dengan fitur teknologi LiDAR solid-state


Disediakan oleh Fraunhofer Society

Kutipan: Cermin perencana mikro menggantikan penglihatan manusia (2021, 4 Januari) diambil pada 4 Januari 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-01-microscanner-mirrors-human-vision.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Togel HKG