LiDAR wordt algemeen beschouwd als een essentieel onderdeel voor de introductie van geautomatiseerde of autonome rijfuncties. De kosten hebben de introductie tot nu toe echter op een breed front vertraagd. Solid state varianten moeten dit tij keren.
De term ‘solid state’ associëren we in de automotive vooral met accutechniek; in die markt zou het kostenverlagend en capaciteitverbeterend moeten werken. De term wordt echter te pas en te onpas gebruikt, wat vraagt om een heldere en eenduidige definitie. Eitan Gertel, topman van Opsys Tech, zelf een LiDAR-fabrikant, wil de term dan ook classificeren voor de start van de elektronica-techshow CES.
In de jaren 1960 beweerden fabrikanten van radio’s op basis van transistors in plaats van buizen dat het solid-state-apparaten waren die uiteindelijk steeds beter beheersbare, draagbare draagbare radio’s werden. Een quartz polshorloge is wel solid state, een horloge met een uurwerk dat afhankelijk is van kleine tandwielen niet. Opslagmedia met roterende magnetische schijven zijn niet solid state, flashgeheugenkaarten zijn dat wel.
In de auto-industrie zoeken autofabrikanten en hun leveranciers vaak naar solid state apparatuur om lagere kosten, betrouwbaarheid en duurzaamheid te garanderen. Sommige fabrikanten van EV-batterijen streven ook naar een solide conditie. In deze gevallen betekent “vaste toestand” letterlijk dat de vloeistof uit het apparaat is verwijderd en dat alleen vaste materialen worden gebruikt. Deze doelstelling is nog niet op grote schaal bereikt.
Geen bewegende delen
Voor LiDAR en andere sensoren die de effectievere geavanceerde veiligheidssystemen en geautomatiseerd rijden van de toekomst zullen aandrijven, betekent de term dat er geen bewegende delen zijn. “Helaas is dit niet altijd het geval bij veel lidar-fabrikanten die beweren dat hun systemen solid state zijn, zegt Eitan Gertel, Executive Chairman van Opsys Tech, die de zeer concurrerende LiDAR-sensormarkt uitlegt: “Als er zelfs maar één mechanisch onderdeel voor scannen is dat beweegt, zoals een scanner die op het voertuig draait, dan is het geen solide state.”
Opsys kiest met het Tech Laserspot LiDAR systeem een alternatief pad. In plaats van een mechanisch element dat een laserstraal beweegt om een driedimensionale kaart te maken, zenden de Laserspot-arrays duizend keer per seconde duizenden individuele lichtpulsen uit. “We kunnen dit bereiken omdat we alleen op halfgeleiders gebaseerde componenten gebruiken”, legt Gertel uit. “We hebben de enige scannende lidar zonder bewegende delen.”
Met zijn op halfgeleiders gebaseerde Vertical Cavity Surface-Emitting Laser (VCSEL) lasers en single-photon avalanche diode (SPAD) chips, is Opsys in staat om een gezichtsveld zonder bewegende delen met laserspots te scannen en de positie en afstand van objecten te bepalen. Zelfs in vergelijking met de microflash-systemen, die nog steeds als modern worden beschouwd, vertegenwoordigt het Opsys LiDAR-concept met 2D VCSEL-laserarray en SPAD-chips een toename van de prestaties. Gertel hecht veel belang aan dit verschil, omdat dit detail de kern van Opsys’ technische vooruitgang beschrijft.
Voor de autofabrikant betekent dit dat het systeem gemakkelijker te kalibreren en gemakkelijker te onderhouden is. Het betekent volgens de leverancier een lange levensduur, is robuuster, biedt betere prestaties en dit alles tegen lagere kosten en bovendien is het systeem schaalbaar, dus gemakkelijk uitbreidbaar volgens het Lego-steenprincipe. “Niets van dit alles zou mogelijk zijn als het geen echt solid-statesysteem was, dus als een LiDAR-fabrikant beweert dat hun apparaat een solid-state-apparaat is, vraag dan naar de bewegende delen”, benadrukt Gertel de buitengewone vooruitgang.
