FLASH-LIDAR und die Auswirkungen auf die Unterhaltungselektronik
Werfen wir einen Blick auf Flash-LIDAR, eine Untergruppe der LIDAR-Technologie, die aufgrund ihrer einzigartigen Fähigkeiten vor allem in der Unterhaltungselektronik immer beliebter wird.
Was ist LIDAR?
LIDAR (Light Detection and Ranging) ist eine Fernerkundungsmethode, bei der Lichtimpulse oder Laser verwendet werden, um Objekte und Oberflächen zu anvisieren und die Zeit zu messen, die der Strahl zurücklegt. Indem konstante Impulse gesendet und die Zeitmessungen jedes Impulses mit dem nächsten verglichen werden, kann das System eine Geschichte über etwas erzählen, das sich verändert, wie zum Beispiel Gesichtsausdrücke oder Aktivitäten in der Umgebung eines fahrenden Autos. LIDAR wird für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von der Verbesserung von Auto-Navigationssystemen und Smartphone-Kameras über die Erstellung von Tiefenkarten für Augmented Reality (AR) bis hin zur Vermessung der Erdoberfläche aus der Luft.
LIDAR-Systeme bestehen aus drei Hauptkomponenten: einer Lichtquelle, einem System, das das Licht lenkt, und einem Empfänger (oder „Beobachter“), z. B. einer Kamera, auf den der Strahl zurückfällt. Diese Komponenten arbeiten zusammen, um Daten zu generieren, die eine virtuelle menschliche Wahrnehmung einer sich ständig verändernden physischen Umgebung ermöglichen. LIDAR ermöglicht die Erfassung physikalischer Bewegungen über mehrere Vektoren: im Fall von LIDAR für Fahrzeuge die Drehung des LIDAR-Geräts, um gleichzeitig in mehrere Richtungen zu scannen, die Bewegung des Fahrzeugs, an dem es befestigt ist, und die Bewegung von Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs, wie z. B. eines Fußgängers, der in Richtung der aktuellen Fahrspur des Fahrzeugs geht.
Ansys Optics Produkte, zusammen mit anderen Angeboten von Ansys wie Ansys Mechanical, bieten eine integrierte Fähigkeit zur Entwicklung komplexer LIDAR-Systeme von Anfang bis Ende, mit Datenaustausch, Raytracing, Systemmodellierung und prädiktiven Simulationen vom Nano- bis zum Makromaßstab. Für einige Anwendungen müssen Alternativen zur LIDAR-Technologie in Betracht gezogen werden, die eine Miniaturisierung ermöglichen. Hier kommt das FLASH-LIDAR ins Spiel.
Flash-LIDAR ist ein LIDAR-Typ, bei dem ein einzelner Strahl anstelle mehrerer Strahlen zur Bewegungserkennung verwendet wird. Flash-LIDAR ist ein zweidimensionales Gitter in einem System, das das Licht von der Quelle aufspaltet und in eine Datenmatrix übersetzt, die es dem optischen System ermöglicht, den Bewegungsfluss in den umgebenden Objekten zu erkennen.
In Fällen, in denen eine Bewegungsverfolgung in einem kleinen Gehäuse erforderlich ist, kann Blitz-LIDAR im Vergleich zu konventionellem LIDAR eine vorteilhafte Option sein. Es ist kompakter, da es keine Mehrstrahlprojektion mehr benötigt. Um die Einschränkung auszugleichen, dass nicht mehrere Strahlen zur Erzeugung eines vollständigen Bildes verwendet werden können, kann ein Blitz-LIDAR-System so konstruiert werden, dass es seinen Strahl in einem bestimmten Muster ausbreitet. Es kann auch mehrere Lichtquellen aus einem größeren Bereich umfassen, um aussagekräftigere Daten zu liefern, ohne die Miniaturisierung des Systems zu vergrößern.
2D-Punktmatrix
Diese Erweiterung von LIDAR auf miniaturisierte Technologie eröffnet neue Möglichkeiten in der Unterhaltungselektronik sowohl für Anwender als auch für Entwickler. Beispiele für alltägliche Anwendungen von Flash-LIDAR sind:
- Gesichtserkennungsfunktionen in Tablets und Smartphones.
- Spieler-Bewegungserkennung mit Kopfhörern in Online-Spielen.
- Benutzerschnittstellen von Mixed-Reality-Headsets auf der Grundlage von Gesten.
Genau wie bei herkömmlichem LIDAR kann Ansys-Produkte unterstützen das umfassende Design und die Entwicklung von Flash-LIDAR-Systemen für den Unterhaltungselektronikmarkt sowie für andere Branchen.
Tuomas Eerola, Business Unit Director for CAE, PDSVISION
