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Autonomes Fahren | Sensorik 24 Elektronik automotive 03 2021 A D-Wandlers zusammen Eine hohe Entfernungsgenauigkeit ermöglicht es einem System exakt festzustellen wie weit ein Objekt entfernt ist Entscheidend kann dies beispielsweise in Fällen sein in denen präzise Bewegungen notwendig sind wie etwa beim Einparken oder in der Lagerlogistik Die zeitliche Änderung der Entfernung kann außerdem zum Berechnen der Geschwindigkeit herangezogen werden wodurch häufig eine noch größere Entfernungsgenauigkeit erforderlich wird Mit einem einfachen Thresholding-Algorithmus wie Direct ToF kann bei einer Abtastperiode von 1 ns also mit einem 1-GS s-ADC eine Entfernungsgenauigkeit von 15 cm erreicht werden Dies ist das Ergebnis der Rechnung c dt 2 wobei c die Lichtgeschwindigkeit und dt die Abtastperiode des ADC ist Unter der Voraussetzung dass ein A D-Wandler zum Einsatz kommt lassen sich aber auch anspruchsvollere Techniken wie die Interpolation nutzen um die Entfernungsgenauigkeit zu steigern Geschätzt kann diese ungefähr um die Quadratwurzel des SNR erhöht werden Zu den leistungsfähigsten Algorithmen für die Datenverarbeitung gehört ein angepasster Filter zur Maximierung des SNR gefolgt durch eine Interpolation zum Erzielen einer optimalen Entfernungsgenauigkeit Die Evaluierung Das als Hilfestellung zum Design von Lidar-Systemen konzipierte EVALADAL6110-16 Bild 4 ist ein hochgradig konfigurierbares Evaluierungssystem Es enthält einen vereinfachten aber dennoch konfigurierbaren 2D-FlashLidar-Tiefensensor für Anwendungen die nach Objekterkennung und -verfolgung in Echtzeit 65 Hz verlangen Beispiele hierfür sind die Kollisionsvermeidung die Höhenüberwachung sowie das sanfte Landen Die in dem Referenzdesign verwendete Optik ermöglicht ein Sichtfeld Field of View FOV von 37° in Azimutund 5 7° in Elevationsrichtung Mit einem linearen Array aus 16 Pixeln in Azimutrichtung entspricht die Pixelgröße in 20 m Entfernung einem durchschnittlichen Erwachsenen 0 8 m in Azimutund 2 m in Elevationsrichtung Wie bereits erwähnt setzen verschiedene Anwendungen möglicherweise unterschiedliche optische Konfigurationen voraus Sollte die vorhandene Optik nicht den Anforderungen der Applikation genügen kann die Leiterplatte einfach aus dem Gehäuse ausgebaut und in eine andere optische Konfiguration integriert werden Das Evaluierungssystem basiert auf dem ADAL6110-16 von ADI einem stromsparenden 16-kanaligen integrierten Lidar-Signalprozessor LSP Der Baustein enthält eine TimingSteuerung zum Ausleuchten des interessierenden Bereichs das Timing zum Abtasten der empfangenen Welle und die Fähigkeit zur Digitalisierung Bild 4 Das Lidar-Evaluierungsmodul EVAL-ADAL6110-16 arbeitet mit dem integrierten 16-kanaligen Lidar-Signalprozessor ADAL6110-16 Bild Analog Devices Bild 5 Abmessungen des PIN-Photodioden-Arrays Hamamatsu S8558 Bild Analog Devices Bild 6 Grundlegende Berechnung der Winkelauflösung mit einer einfachen Optik Bild Analog Devices