ALLSTAR

All-solid-state LIDAR

Innovative Laserquelle ermöglicht Mobilität der Zukunft

LIDAR-Systeme (LIght Detection And Ranging) sind eine auf Laserstrahlen basierende Messtechnik vergleichbar mit Radar. Sie stellen eine Schlüsselkomponente für Fahrerassistenzsysteme und autonomes Fahren dar. Im Vergleich zu anderen Ansätzen zur Erkennung der Umgebung von Fahrzeugen kombinieren LIDAR-Systeme mehrere Vorteile wie hohe Winkelauflösung, großes Sichtfeld und Störsicherheit des Systems.

Konventionelle LIDAR-Systeme basieren auf mechanischen Ablenkeinheiten mit beweglichen Bauteilen. Diese beschränken die Geschwindigkeit solcher Systeme und die Umgebungen kann nicht flexibel abgetastet werden. Deshalb soll im Verbundprojekt „All-solid-state LIDAR“ (ALLSTAR) ein neuartiger Ansatz entwickelt werden, der die Umgebung gezielt erkennt und beleuchtet – ohne dafür bewegliche Bauteile zu brauchen. Es sollen spezielle Laserdioden sowie eine Optik entwickelt und optimiert werden, die direkt in den Laser integriert sind. Darüber hinaus werden eine geeignete Ansteuerelektronik und weitere Komponenten zur Integration in ein LIDAR-System entwickelt.

LIDAR der dritten Generation zur effizienten Umfelderfassung

Ziel des Vorhabens ist die Erforschung eines LIDAR-Systems, das ohne mechanisch bewegte Teile oder Mikrospiegel auskommt und zukünftig im Automobilbereich in Fahrassistenzsystemen sowie im autonomen Fahren zum Einsatz kommen soll. Kernkomponente des LIDAR-Systems ist eine Sendereinheit, die eine Strahlquelle in Form einer zeilenweise ansteuerbaren Matrix aus speziellen, sehr kompakten Diodenlasern (vertikal emittierende Diodenlaser – VCSEL), die zugehörige Treiberelektronik und eine integrierte Mikrooptik zur Strahlformung enthält. Diese Sendereinheit kann Objekte in einem großen horizontalen und vertikalen Sichtfeld und in großen Entfernungen von ca. 300 m erfassen. Dabei ist kein Abtasten (Scannen) der Senderstrahlung erforderlich. Sie ist in äußerst robusten, hochkompakten und kostengünstigen LIDAR-Systemen einsetzbar, die für zukünftige Fahrassistenzsysteme und autonomes Fahren benötigt werden. Der LIDAR-Einsatz stellt hohe Anforderungen an Strahlquelle und Elektronik: So müssen einzelne Laserelemente ansteuerbar und die Laserpulse bei hoher Leistung maximal einige Nanosekunden lang sein. Je nach Situation müssen die Intensität und der zeitliche Abstand der Laserpulse variabler sein.

In Kombination mit den Vorgaben an Robustheit, Bauraum und Kosten müssen dafür ein neuartiger Laseraufbau verwendet sowie eine Multifunktionsmikrooptik ausgelegt, gefertigt und direkt in das Halbleitermaterial des Lasers integriert werden. Außerdem muss anspruchsvolle Treiberelektronik ausgelegt und gefertigt sowie eine spezielle Montagetechnologie zur Verbindung von Laser- und Treibereinheit genutzt werden. Am Ende des erfolgreichen Projekts steht das Funktionsmuster einer LIDAR-Sendereinheit, die den Anforderungen an LIDAR-Systeme für autonomes Fahren genügt.

Ansprechpartner

Dr.Christian Flüchter
+49 211 6214-261

Projektdetails

Koordinator

Ünsal Kabuk
Ibeo Automotive Systems GmbH
Merkurring 60-62, 22143Hamburg
+49 151 14220347

Projektvolumen

ca. 5,9 Mio. € (Förderquote 49,5%)

Projektdauer

01.10.2018 - 30.09.2021

Projektpartner

Ibeo Automotive Systems GmbHHamburg
Philips Photonics GmbHAachen
iC-Haus GmbH
Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT)