OQmented – Fahrzeugumfelderkennung mit LiDAR

Das Video zeigt die Systemkompetenz und die instituts- und technologieübergreifenden Zusammenarbeit innerhalb der FMD und mit der FMD am Beispiel eines kürzlich im Rahmen des FMD-Space realisierten Projekts der OQmented GmbH in Zusammenarbeit mit 3 FMD-Instituten (Leibniz FBH, Fraunhofer ISIT und Fraunhofer IMS) im Bereich Fahrzeugumfelderkennung.

Problemstellung

Zurzeit wird die LIDAR-Technik (Light Detection and Ranging) so weiterentwickelt, dass sie immer größere Abstände sicher erfasst und auch im Weitwinkelbereich sowie bei starker Sonneneinstrahlung wirkt. Nur bei sicheren Abstandserfassungen auch in größeren Bereichen, ist die Technik für den permanenten Einsatz im Bereich des autonomen Fahrens geeignet.
 

Projektziele

Angestrebt wird die Umsetzung eines Wide Field of View LIDAR-Demonstrators mit einem einzelnen MEMS Spiegel. Dieser soll zwei wesentliche Merkmale besitzen:

• Eine Erfassung von Abständen in einem Winkelbereich > 160 Grad
• Eine Auflösung von 0.1° über den gesamten Field of View
   

Technologische Erfordernisse

Schmalbandige Filter mit engem Durchlassbereich um die zentrale Emissions-Wellenläge sollen im Zusammenspiel mit einer temperaturstabilisierten Pulslaserquelle für eine gute Unterdrückung des Sonnenlichts sorgen. Darüber hinaus ist die Kombination von SPAD-Arrays mit Laser-Scannern von hohem Interesse. SPAD-Arrays wurden bislang vorwiegend in FLASH-LIDAR-Systemen genutzt und deshalb vermehrt im Bereich geringer und mittlerer Reichweiten angewandt. Es gehört zu den verfolgten Projektzielen, zu zeigen, dass durch das Zusammenspiel des SPAD-Arrays mit der durch den Laserscanner sehr stark räumlich gerichteten Ausleuchtung, eine hohe Reichweite des Sensors erzielt werden kann. Das Optik-Konzept muss so ausgelegt werden, dass die sehr hohen Scanwinkel (mit dem 1D-Scanner von Fraunhofer ISIT / OQmented erreichbar) auch tatsächlich vom SPAD-Array erfasst werden können.

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Am Projekt beteiligte FMD-Institute

• Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH)
  
• Fraunhofer-Institut für Siliziumtechnologie ISIT
• Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS
  

Das Ferdinand-Braun-Institut hat wellenlängenstabilisierte Puls-Laser mit geringen Bandbreiten und besonders hohen Spitzenleistungen sowie die Impulsansteuerelektronik entwickelt und wird diese Pulslaserquellen mit geeigneter Strahlformung und mit geeigneter Ansteuerung beisteuern.

Das Fraunhofer ISIT hat MEMS-Scanner mit besonders großen Scanwinkeln entwickelt und wird in dem erforderlichen Umfang aufgebaute und kontaktierte MEMS-Scanner beisteuern.

Das Fraunhofer IMS hat SPAD-Arrays mit 192 x 2 Pixeln entwickelt und steuert diese zusammen mit Vorverarbeitungs-Elektronik und geeigneten Datenschnittstellen bei.
 

Zielstellung mit der FMD

Zielsetzung der Kooperation ist der Aufbau eines gemeinsamen, im Wesentlichen von OQmented aufgebauten LIDAR-Demonstrators, der dazu dienen soll, die Puls-Laserquellen des Ferdinand-Braun-Instituts, die MEMS-Scanner-Bauelemente des Fraunhofer ISIT, die SPAD-Arrays des Fraunhofer IMS sowie die MEMS-Scanner-Controller und die Systemsoftware von OQmented zu kombinieren. Anschließend soll der Prototyp Interessenten aus Industrie und Wissenschaft vorgeführt werden.
 

Erfolge

Gewinner des Plug and Play StartUp-Camps 2019