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Einfacher Vergleich zwischen 905 nm und 1,5 μm LiDAR
Lassen Sie uns den Vergleich zwischen 905-nm- und 1550/1535-nm-LiDAR-Systemen vereinfachen und verdeutlichen:
| Besonderheit | 905 nm LiDAR | 1550/1535 nm LiDAR |
| Sicherheit für die Augen | - Sicherer, aber mit Leistungsbeschränkungen aus Sicherheitsgründen. | - Sehr sicher, ermöglicht eine höhere Leistungsnutzung. |
| Reichweite | - Kann aus Sicherheitsgründen eine begrenzte Reichweite haben. | - Größere Reichweite, da mehr Leistung sicher genutzt werden kann. |
| Leistung bei Wetter | - Stärker durch Sonnenlicht und Wetter beeinflusst. | - Bietet bessere Leistung bei schlechtem Wetter und wird weniger durch Sonnenlicht beeinträchtigt. |
| Kosten | - Billiger, Komponenten sind häufiger. | - Teurer, verwendet spezielle Komponenten. |
| Am besten geeignet für | - Kostensensitive Anwendungen mit moderatem Bedarf. | - High-End-Anwendungen wie autonomes Fahren erfordern große Reichweite und Sicherheit. |
Der Vergleich zwischen 1550/1535 nm- und 905 nm-LiDAR-Systemen verdeutlicht mehrere Vorteile der längerwelligen Technologie (1550/1535 nm), insbesondere hinsichtlich Sicherheit, Reichweite und Leistung unter verschiedenen Umgebungsbedingungen. Diese Vorteile machen 1550/1535 nm-LiDAR-Systeme besonders geeignet für Anwendungen, die hohe Präzision und Zuverlässigkeit erfordern, wie beispielsweise autonomes Fahren. Hier ein detaillierter Überblick über diese Vorteile:
1. Verbesserte Augensicherheit
Der größte Vorteil von 1550/1535 nm LiDAR-Systemen ist ihre erhöhte Sicherheit für das menschliche Auge. Die längeren Wellenlängen werden von Hornhaut und Linse des Auges effizienter absorbiert, sodass das Licht die empfindliche Netzhaut nicht erreicht. Diese Eigenschaft ermöglicht es diesen Systemen, mit höherer Leistung zu arbeiten und gleichzeitig die sicheren Belastungsgrenzen einzuhalten. Damit eignen sie sich ideal für Anwendungen, die leistungsstarke LiDAR-Systeme erfordern, ohne die Sicherheit des Menschen zu gefährden.
2. Längere Erfassungsreichweite
Dank der Fähigkeit, mit höherer Leistung sicher zu emittieren, erreichen 1550/1535-nm-LiDAR-Systeme eine größere Erfassungsreichweite. Dies ist entscheidend für autonome Fahrzeuge, die Objekte aus der Ferne erkennen müssen, um rechtzeitig Entscheidungen treffen zu können. Die erweiterte Reichweite dieser Wellenlängen sorgt für bessere Vorhersage- und Reaktionsfähigkeit und erhöht so die allgemeine Sicherheit und Effizienz autonomer Navigationssysteme.
3. Verbesserte Leistung bei widrigen Wetterbedingungen
LiDAR-Systeme mit Wellenlängen von 1550/1535 nm zeigen eine bessere Leistung bei widrigen Wetterbedingungen wie Nebel, Regen oder Staub. Diese längeren Wellenlängen können atmosphärische Partikel effektiver durchdringen als kürzere Wellenlängen und gewährleisten so Funktionalität und Zuverlässigkeit auch bei schlechten Sichtverhältnissen. Diese Fähigkeit ist entscheidend für die gleichbleibende Leistung autonomer Systeme, unabhängig von den Umgebungsbedingungen.
4. Reduzierte Störungen durch Sonnenlicht und andere Lichtquellen
Ein weiterer Vorteil von 1550/1535 nm LiDAR ist die geringere Empfindlichkeit gegenüber Störungen durch Umgebungslicht, einschließlich Sonnenlicht. Die von diesen Systemen verwendeten Wellenlängen sind in natürlichen und künstlichen Lichtquellen seltener anzutreffen. Dies minimiert das Risiko von Störungen, die die Genauigkeit der LiDAR-Umgebungskartierung beeinträchtigen könnten. Diese Funktion ist besonders wertvoll in Szenarien, in denen präzise Erkennung und Kartierung entscheidend sind.
5. Materialdurchdringung
Obwohl die längeren Wellenlängen von 1550/1535 nm-LiDAR-Systemen nicht für alle Anwendungen eine vorrangige Überlegung darstellen, können sie bei bestimmten Materialien leicht unterschiedliche Wechselwirkungen aufweisen und in bestimmten Anwendungsfällen, in denen das Durchdringen von Partikeln oder Oberflächen (bis zu einem gewissen Grad) von Vorteil sein kann, möglicherweise Vorteile bieten.
Trotz dieser Vorteile sind bei der Wahl zwischen 1550/1535-nm- und 905-nm-LiDAR-Systemen auch Kosten- und Anwendungsanforderungen zu berücksichtigen. 1550/1535-nm-Systeme bieten zwar höhere Leistung und Sicherheit, sind aber aufgrund der Komplexität und der geringeren Produktionsmengen ihrer Komponenten in der Regel teurer. Daher hängt die Entscheidung für die 1550/1535-nm-LiDAR-Technologie oft von den spezifischen Anforderungen der Anwendung ab, einschließlich der erforderlichen Reichweite, Sicherheitsaspekten, Umgebungsbedingungen und Budgetbeschränkungen.
Weiterführende Literatur:
1.Uusitalo, T., Viheriälä, J., Virtanen, H., Hanhinen, S., Hytönen, R., Lyytikäinen, J. & Guina, M. (2022). Konische RWG-Laserdioden mit hoher Spitzenleistung für augensichere LIDAR-Anwendungen bei etwa 1,5 μm Wellenlänge.[Link]
Abstrakt:In „Konische RWG-Laserdioden mit hoher Spitzenleistung für augensichere LIDAR-Anwendungen mit einer Wellenlänge von etwa 1,5 μm“ wird die Entwicklung augensicherer Laser mit hoher Spitzenleistung und Helligkeit für LIDAR in der Automobilindustrie erörtert, die Spitzenleistungen auf dem neuesten Stand der Technik erreichen und Potenzial für weitere Verbesserungen bieten.
2.Dai, Z., Wolf, A., Ley, P.-P., Glück, T., Sundermeier, M., & Lachmayer, R. (2022). Anforderungen an Automotive LiDAR-Systeme. Sensoren (Basel, Schweiz), 22.[Link]
Abstrakt:„Anforderungen an LiDAR-Systeme für die Automobilindustrie“ analysiert wichtige LiDAR-Kennzahlen wie Erfassungsbereich, Sichtfeld, Winkelauflösung und Lasersicherheit und betont die technischen Anforderungen für Automobilanwendungen.
3.Shang, X., Xia, H., Dou, X., Shangguan, M., Li, M., Wang, C., Qiu, J., Zhao, L., & Lin, S. (2017). Adaptiver Inversionsalgorithmus für Lidar mit 1,5 μm Sichtbarkeit unter Einbeziehung des Angström-Wellenlängenexponenten in situ. Optische Kommunikation.[Link]
Abstrakt:„Adaptiver Inversionsalgorithmus für Lidar mit 1,5 μm Sichtbarkeit unter Einbeziehung des Angström-Wellenlängenexponenten vor Ort“ stellt ein augensicheres Lidar mit 1,5 μm Sichtbarkeit für überfüllte Orte dar, mit einem adaptiven Inversionsalgorithmus, der eine hohe Genauigkeit und Stabilität aufweist (Shang et al., 2017).
4.Zhu, X., & Elgin, D. (2015). Lasersicherheit beim Design von Nahinfrarot-Scanning-LIDARs.[Link]
Abstrakt:In „Lasersicherheit beim Design von Nahinfrarot-Scan-LIDARs“ werden Überlegungen zur Lasersicherheit beim Design augensicherer Scan-LIDARs erörtert und darauf hingewiesen, dass eine sorgfältige Parameterauswahl für die Gewährleistung der Sicherheit von entscheidender Bedeutung ist (Zhu & Elgin, 2015).
5.Beuth, T., Thiel, D., & Erfurth, MG (2018). Die Gefahr der Akkommodation und des Scannens von LIDARs.[Link]
Abstrakt:„The hazard of accommodation and scanning LIDARs“ untersucht die mit LIDAR-Sensoren in Kraftfahrzeugen verbundenen Lasersicherheitsrisiken und legt nahe, dass die Lasersicherheitsbewertungen für komplexe Systeme, die aus mehreren LIDAR-Sensoren bestehen, überdacht werden müssen (Beuth et al., 2018).
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Veröffentlichungszeit: 15. März 2024