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LiDAR ist nicht gleich LiDAR

Was ist eigentlich Solid State?

19. Dezember 2022, 11:16 Uhr | Autor: Eitan Gertel, Redaktion: Irina Hübner

Viele LiDAR-Hersteller geben an, dass es sich bei ihren Systemen um Solid-State-Systeme handelt, aber nicht alle dieser LiDAR-Lösungen erfüllen die nötigen Anforderungen. Aber was bedeutet der Begriff Festkörper überhaupt? Eitan Gertel, Executive Chairman von Opsys Tech, versucht eine Einordnung.

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In den 1960er Jahren behaupteten die Hersteller von Radios, die auf Transistoren statt auf Röhren basierten, das seien Festkörpergeräte. Aus diesen entwickelten sich mit der Zeit immer handlichere, tragbare Kofferradios. Röhrengeräte indes schafften es nie, aus den globigen Radio Schränken »auszubrechen«. Eine Quarz-Armbanduhr ist eine Festkörper-Uhr, eine Uhr mit Uhrwerk, die auf winzige Zahnräder angewiesen ist, ist es nicht.

In PCs haben Festplattenlaufwerke die rotierende Magnetplatte durch integrierte Schaltungen und Flash-Speicher ersetzt. Das bedeutet höhere Geschwindigkeiten und weniger Ausfälle und Datenverluste durch mechanische Probleme.

Keine Flüssigkeit mehr im System

In der Automobilindustrie bemühen sich Automobilhersteller und ihre Zulieferer häufig um Solid-State-Geräte, um niedrigere Kosten, Zuverlässigkeit und Langlebigkeit zu gewährleisten. Auch Hersteller von EV-Batterien streben ebenfalls den Solid-Zustand an. In diesen Fällen bedeutet »solid state« wörtlich, dass die Flüssigkeit aus dem System entfernt wurde und nur noch feste Materialien verwendet werden. Dieses Ziel wurde bisher noch nicht in großem Maßstab erreicht.

Keine beweglichen Teile mehr

Für LiDAR und andere Sensoren, die für fortschrittliche Sicherheitssysteme und das automatisierte Fahren der Zukunft erforderlich sind, bedeutet Festkörper, dass es keine beweglichen Teile gibt. Dies ist jedoch bei vielen Lidar-Herstellern nicht immer Fall, selbst wenn sie sagen, ihre Systeme seien »solid state«. Wenn es auch nur ein mechanisches Teil zum Abtasten gibt, das sich bewegt, wie zum Beispiel ein Scanner, der sich auf dem Fahrzeug dreht, dann ist es eben kein Festkörper-System.

Scanning-Lider ohne bewegliche Teile

Das ist der große Vorteil des Opsys-Tech-Laserspot-LiDAR-Systems. Anstelle eines mechanischen Elementes, das einen Laserstrahl bewegt, um eine dreidimensionale Karte zu erstellen, senden die Laserspot-Arrays Tausende von einzelnen Lichtimpulsen eintausend Mal pro Sekunde aus. So entsteht ein detailliertes dreidimensionales Bild, das viel genauer ist als eine Videokamera oder das menschliche Auge. Um dies zu erreichen, verwendet Opsys Tech ausschließlich Komponenten auf Halbleiterbasis. Dadurch handelt es sich um ein Scanning-Lidar ohne bewegliche Teile.

Leistungsfähiger als Microflash

Mit seinen halbleiterbasierten VCSEL-Lasern (Vertical Cavity Surface-Emitting Laser) und SPAD-Chips (Single-Photon Avalanche Diode) ist Opsys in der Lage, ein Sichtfeld ohne bewegliche Teile mit Laserspots zu scannen und die Lage und Entfernung von Objekten zu ermitteln. Auch gegenüber den immer noch als modern geltenden Microflash Systemen stellt Opsys LiDAR Konzept mit 2D- VCSEL-Laser-Array und SPAD-Chips nochmal eine echte Leistungssteigerung dar.

Für den Autohersteller bedeutet das, dass das System einfacher zu kalibrieren und einfacher zu warten ist. Es bedeutet Langlebigkeit, ist robuster, wartet mit einer besseren Leistung auf und das alles bei niedrigeren Kosten. Obendrein ist das System skalierbar, also ausbaufähig nach dem Legostein-Prinzip.