LiDARと統合フォトニクスが自動運転車をより安全にする

要約

自動運転車は、進路上の潜在的な危険を検出し評価するためにスマートセンサーが必要です。LiDAR、レーザーベースの探針、および統合フォトニクス、インターネット通信技術のミニチュアバージョンがタンデムで使用され、車の能力を向上させ、詳細なデータを取得し、困難な運転環境で最も安全なコースを描くのに役立ちます。本記事では、LiDARの動作、統合フォトニクスの役割、両者がペアになって超高解像度レーザービームを作成する方法について説明します。これにより、自動車がこれまで以上に安全に道路上を走行できるようになります。

LiDARとは何か、レーダーとはどう違うのか？
LiDARはオブジェクトの形状や深さをどのように決定するのか？
統合フォトニクスとは何であり、光の精密タイミングパルスを作成するためにどのように使用されるのか？
Mach-Zehnderモジュレーターはどのようにして光のオン/オフパルスを作成するのか？
LiDARのミリメートルサイズのチップの解像度は何であり、以前の世代のLiDARとはどのように異なるのか？
LiDARと統合フォトニクスを組み合わせて、ステアリング可能なレーザービームを作成するにはどうすればよいか？
結論

LiDARとは何か、レーダーとはどう違うのか？

LiDARまたは光検知と測距は、赤外線レーザーを使用して近くの障害物に超短パルスの光を反射させ、周囲の詳細なモデルを作成します。一方、航空レーダーアンテナは、飛行機の位置を特定するために、電波を飛行機に向かって反射させます。ただし、自動運転車のLiDARシステムは、道路向かいの歩行者ボタンのような小さな特徴を見ることができるため、はるかに高度です。

LiDARはオブジェクトの形状や深さをどのように決定するのか？

LiDARは、狭い、目に見えない、赤外線レーザーを使用して、道路向かいの歩行者のシャツのボタンのような小さな特徴をイメージングすることができます。超短いレーザーパルスの列を発射して深さ分解能を与えます。車が通過すると、1つのLiDARパルスがオブジェクトの底面から散乱し、次のパルスがオブジェクトの一方の側面の先端に移動して反射することがあります。2番目のパルスが戻るまでにどれだけ長くかかるかを測定することで、オブジェクトの形状に関するデータを取得することができます。多数の短いパルスを使用することで、LiDARシステムは迅速に詳細なプロファイルを描画します。

統合フォトニクスとは何であり、光の精密タイミングパルスを作成するためにどのように使用されるのか？

統合フォトニクスは、インターネットを維持する通信技術のミニチュアバージョンです。精密タイミングのパルス光を通してデジタルデータを転送します。Mach-Zehnderモジュレーターは、波の性質である「干渉」を使用するデバイスです。たとえば、池に小石を落とすと、波紋が広がり、重なり合ってパターンを形成します。モジュレーターは、光の波を2つの平行なアームに分割し、最終的に再結合することで、この原理を使用します。1つのアームで光が遅延されると、ビームが同期から外れて、光をブロックしてキャンセルします。このアームの遅延を切り替えることで、モジュレーターはオン