Le applicazioni dei sistemi LiDAR (Light Detection and Ranging) sono in crescita in tutti i settori, compresa la robotica e il rilevamento di prossimità in ambito industriale, dove è necessario garantire livelli di accuratezza dell’ordine del millimetro. Essi utilizzano solitamente la tecnologia dToF (direct Time-of-Flight), che prevede la misura del tempo impiegato da un impulso luminoso, solitamente con lunghezza d’onda nella regione del vicino infrarosso (NIR – Near Infrared), per raggiungere un oggetto e tornare alla sorgente.
Anche se il principio di funzionamento è molto semplice, la sua applicazione pratica può comportare l’insorgere di problematiche a causa, ad esempio, di fattori ambientali, come nel caso di elevati livelli di luce solare ambientale. Per poter determinare la distanza in maniera accurata, il ricevitore deve essere in grado di catturare la maggior quantità possibile di segnale riflesso. In situazioni di questo tipo, i fotodiodi evidenziano alcune limitazioni in termini di sensibilità e tempi di risposta. Per superare queste carenze sono indicati i sensori SiPM (Silicon Photomultiplier) sviluppati da ON Semiconductor, che garantiscono tempi di risposta rapidi e un’elevata efficienza in fase di rilevamento. Basandosi su queste soluzioni, ON Semiconductor ha sviluppato una piattaforma LiDAR dToF, una soluzione completa per LiDAR a punto singolo a basso costo che gli OEM possono adattare e trasferire in produzione per creare applicazioni industriali di rilevamento della distanza.
Wiren Perera, responsabile delle attività IoT di ON Semiconductor, spiega: “Il rilevamento della distanza mediante LiDAR dToF soddisfa un’esigenza che risulta critica in molte applicazioni, dalla navigazione autonoma alla mappatura al monitoraggio. Lo sviluppo di un sistema di questo tipo basato sul LiDAR TOF può risultare un compito abbastanza complesso. Questa nuova piattaforma è una chiara testimonianza dell’efficienza della tecnologia all’avanguardia che abbiamo messo a punto. La disponibilità di un progetto collaudato consente ai nostri utenti di ottenere rapidamente un prototipo e quindi introdurre i loro prodotti sul mercato in tempi più brevi”.
La piattaforma di riferimento utilizza la serie RB, formata da sensori SiPM di seconda generazione, caratterizzati da prestazioni ancora migliori nelle regioni del rosso e del vicino infrarosso. Essa include il diodo laser NIR, il sensore SiPM e le ottiche richieste, oltre alle risorse di elaborazione digitale necessarie per convertire il segnale rilevato in distanza sulla base del tempo trascorso.
Peculiarità della piattaforma di ON Semiconductor
Al fine di ridurre il time-to-market, ON Semiconductor ha reso disponibile tutti i dati di progetto relativi alla piattaforma di riferimento, che comprendono schemi circuitali, BoM, file Gerber e file di progetto della scheda PCB; è anche possibile accedere a una GUI basata su PC che rende disponibile una rappresentazione grafica delle misure nel tempo. Gli istogrammi generati rappresentano un’ulteriore testimonianza delle potenzialità del sistema in applicazioni quali misura della distanza, rilevamento di collisioni e mappatura tri-dimensionale.
La piattaforma LiDAR dToF basata sulla tecnologia SiPM è in grado di rilevare oggetti a distanze comprese tra 10 cm e 23 m. Grazie alla presenza della GUI, i progettisti possono iniziare immediatamente la valutazione della tecnologia. Il progetto è certificato FDA Classe 1 e risulta conforme agli standard IEC / EN 60825-1:2014 e 21 CFR 1040.10/ 1040.11 (in vigore negli Stati Uniti) relative alla sicurezza dei prodotti laser.
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