Siliciumchip giver en billig løsning til at hjælpe maskiner med at se verden klart

Forskere i Southampton og San Francisco har udviklet det første kompakte 3D-LiDAR-billeddannelsessystem, der kan matche og overgå ydeevnen og nøjagtigheden af ​​de mest avancerede, mekaniske systemer, der i øjeblikket bruges.

3-D LiDAR kan levere nøjagtig billeddannelse og kortlægning til mange applikationer; det er "øjnene" for autonome biler og bruges i ansigtsgenkendelsessoftware og af autonome robotter og droner. Nøjagtig billeddannelse er afgørende for, at maskiner kan kortlægge og interagere med den fysiske verden, men størrelsen og omkostningerne ved den nødvendige teknologi har begrænset LIDAR's brug i kommercielle applikationer.

Nu har et team af forskere fra Pointcloud Inc i San Francisco og University of Southamptons Optoelectronic Research Center (ORC) udviklet et nyt, integreret system, som bruger fotoniske siliciumkomponenter og elektroniske CMOS -kredsløb i den samme mikrochip. Den prototype, de har udviklet, ville være en billig løsning og kunne bane vejen til store mængder til lave omkostninger, kompakte og højtydende 3-D billedkameraer til brug inden for robotik, autonome navigationssystemer, kortlægning af byggepladser for at øge sikkerheden og i sundhedsvæsenet.

Graham Reed, Professor i Silicon Photonics inden for ORC sagde, "LIDAR har lovet meget, men har ikke altid leveret sit potentiale i de seneste år, fordi, selvom eksperter har erkendt, at integrerede versioner kan nedskære omkostninger, den nødvendige ydelse har ikke været der. Indtil nu.

"Det silicon-fotoniske system, vi har udviklet, giver meget højere nøjagtighed på afstand i forhold til andre chipbaserede LIDAR-systemer til dato, og de fleste mekaniske versioner, viser, at det meget efterspurgte integrerede system til LIDAR er levedygtigt. "

Remus Nicolaescu, CEO for Pointcloud Inc tilføjede, "Kombinationen af ​​høj ydeevne og lavprisfremstilling, vil fremskynde eksisterende applikationer inden for autonomi og augmented reality, samt åbne nye retninger, såsom industrielle og forbruger digitale tvillingapplikationer, der kræver høj dybde -nøjagtighed, eller forebyggende sundhedsydelser gennem fjernadfærdsovervågning og vitale tegnovervågning, der kræver højhastighedsnøjagtighed.

"Samarbejdet med teamet i verdensklasse på ORC har været medvirkende, og fremskyndede i høj grad teknologiudviklingen. "

De seneste test af prototypen, offentliggjort i tidsskriftet Natur , vise, at den har en nøjagtighed på 3,1 millimeter i en afstand af 75 meter.

Blandt de problemer, som tidligere integrerede systemer står over for, er vanskelighederne med at tilvejebringe en tæt række pixels, der let kan løses; dette har begrænset dem til færre end 20 pixels, hvorimod dette nye system er det første store 2-D kohærente detektormatrix, der består af 512 pixels. Forskningsteamene arbejder nu på at udvide pixelarrays og strålestyringsteknologien for at gøre systemet endnu bedre egnet til virkelige applikationer og yderligere forbedre ydeevnen.