Prüfung von Lidarsensoren: Augensicherheit und Reichweite

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Die Entwicklung von Lidarsensoren macht rasante Fortschritte. Unterschiedliche Konzepte (Flash-Lidar, MEMS-Lidar, Scanning-Lidar) werden leistungsfähiger, kleiner und präziser. Der Entwicklungsfortschritt sowie wachsende Stückzahlen erhöhen auch die Anforderungen an die Prüfung und Qualitätssicherung. DIOPTIC realisiert spezifische optische Prüfsysteme zur Messung von Lidarsystemen. Zwei typische Prüfaufgaben sind die Messung der Augensicherheit und die Reichweitenprüfung.

Ein Testsystems für die automatische Erfassung optischer Kenngrößen zum Beispiel der Augensicherheit von Lidarsensoren.

Augensicherheit

Für die Augensicherheit von Lasereinrichtungen werden durch die Norm EN 60825-1 Grenzwerte vorgegeben. Folgerichtig wird die Pulsleistung von Lidarsystemen im Straßenverkehr begrenzt, um die Sicherheit für Haut und Augen zu gewährleisten. Jedoch können kleinste mechanische Abweichungen im Aufbau des Lidarsensors schon zu einer falschen Fokussierung des Lichtes und damit zu einer Überschreitung der Grenzwerte führen. Genauer betrachtet hängt die Einstufung „augensicher“ neben der Laserleistung und der Pulsdauer auch von den Strahleigenschaften, der Scangeschwindigkeit sowie der Akkommodation des Auges und der Pupillengröße ab. Dabei wirkt die Akkommodation des Auges wie eine Lupe, die die Bestrahlungsstärke auf der Netzhaut ändert. Die Pupillengröße arbeitet wie eine Blende, die mehr oder weniger Licht auf die Netzhaut fallen lässt. Für die Augensicherheit eines Lidarsensors sollte für alle Grenzfälle die zulässige Bestrahlungsstärke der Netzhaut nicht überschritten werden. Dieses Verfahren bietet eine deutlich detailliertere Betrachtung als die in der EN 60825-1 beschriebene Standard-Bewertung.
DIOPTIC entwickelt für seine Kunden spezielle Systeme, die die Augensicherheit von Lidarsensoren bewerten können. Darüber hinaus unterstützt DIOPTIC seine Kunden sowohl in der Entwicklung als auch in der Produktion von automatischen Messsystemen zur Erfassung der optischen Kenngrößen.

Messung der Reichweite von Lidarsensoren mittels eines Optiksystems, welches Prüfstrecken kompakt nachbildet.

Reichweitenprüfung

Die Reichweite eines Lidarsensors ist für viele Anwendungen eine wichtige Kenngröße und hängt von den Reflexionseigenschaften des Objekts, der Pulsenergie des Emitters und der Empfindlichkeit des Empfängers ab. Im Detail beeinflussen jedoch sowohl die Rauscheigenschaften der Elektronik, die Justage der Optik als auch der betrachtete Feldwinkel die maximale Reichweite eines Lidar. Ein gut reflektierendes Objekt kann daher in 200 m noch sicher erkannt werden, während sich bei einem diffus streuenden Objekt diese Distanz auf 60 m verkürzt. Die sichere Erkennung von Objekten auch bei großen Distanzen stellt eine große Herausforderung in der Sensorentwicklung und später bei der Prüfung der Sensoren dar.
Mit einem Target-Simulator lässt sich die Reichweite der Lidarsensoren für verschiedene Reflexionseigenschaften von Objekten messen und testen. Ein speziell dafür ausgelegtes Optiksystem erlaubt es, Prüfstrecken bis zu mehreren hundert Metern in einem kompakten Tischsystem nachzubilden. So können auch hohe Sensorreichweiten leicht unter reproduzierbaren Bedingungen geprüft werden.

Wenn wir Ihr Interesse geweckt haben, informieren Sie sich detaillierter über unseren Bereich Prüfsysteme und erfahren Sie außerdem mehr zu unseren Projektbeispielen für Prüfsysteme.

Sprechen Sie uns an, um kompakte Prüfkonzepte zur Bestimmung der Reichweite für Ihr Lidarsystem zu realisieren.

Es berät Sie: Dr. Niklas Andermahr | Tel.: +49 6201 650 40-13