LIDAR 銃、精度、スピード違反切符

車を運転したことがある人なら誰でも、光検知測距 (LIDAR) システムが動作しているのに遭遇したことがあります。ディテクターが機能していることをどうやって確認できるのでしょうか?

著者:

Dan Ford, Southwest Regional Sales Manager, Ophir-Spiricon, LLC

このアプリケーションでは、LIDARデバイスは130μW 904nmビームを送信します。このビームは3つの発光ダイオードによって生成されます。光がデバイスを出てターゲットに向かって下降すると、光は散乱されます。

図 1. LIDARシステム

次に、望遠鏡を使用して散乱光のデータを収集し、ターゲットまでの距離を計算します。光は光速 (299,792,458 m/s) で移動するため、デバイスは、光がデバイスを出てから望遠鏡が戻ってくる光子を受け取るまで、光 (光子) が移動するのにどれくらいの時間がかかるかを計算できます。ほこり、蒸気、エアロゾル、そしてこの用途では移動する物体など、ほぼあらゆるものが光 (光子) を散乱させます。

法執行車両に電子機器を装備している顧客も、LIDARガンの性能をテストしています。Ophirメーターに接続されたOphir PD300センサーは、ビームのパワーを定期的にチェックして、適切な量のパワーが生成されていることを確認します。

顧客はテスト手順をさらに一歩進めて、ビームを生成する3つのダイオードをそれぞれテストしたいと考えています。2つの異なる方法がテストされました。

2つのテストの機器には次のものが含まれていました。

Ophir-Spiricon BeamGage® Professionalソフトウェア、Ophir-Spiricon USB SP620プロファイリングカメラ2”、Opalescentディフューザー 25mm CCTVレンズ Cマウント ND1フィルター

SP620プロファイリングカメラに直接ビームを照射しただけでは、図3に示すように、ビームはアレイの領域全体に散乱し、3つのダイオードを区別できなくなりました。

図 2. 散乱ビームには3つのダイオードが表示されます。

最初のテスト方法では、全体的な放射ビームの大部分をブロックし、SP620プロファイリングカメラ上で 3つのダイオードエミッターを直接プロファイリングするための粗い絞りが作成されました。ND1フィルターが必要でした。

図 3. SP620カメラ上で3つのダイオードエミッターをプロファイリングするためのシステムセットアップ。
図 4. 2Dセットアップ (左) と3Dセットアップ (右)。

2番目のテスト方法では、開口部でビームをブロックするのではなく、ビーム全体を拡散するために2インチの乳白ウインドウが使用されました。これは、ビームをディフューザーの片側に向け、SP620プロファイリングカメラに取り付けられた25mm CCTVレンズでディフューザーの裏側を撮像することによって行われました。図5は、大まかなセットアップを示しています。

図 5. ビーム全体を拡散するプロファイリング用のシステムセットアップ。
図 6. 実際の2D測定値 (左) と3D測定値 (右)。

PD300センサーとVegaディスプレイを使用して131μWで全体の出力を測定し、BeamGageソフトウェアを校正してパワーを読み出すと、各ダイオードの周囲にパーティションを描いて出力を測定し、各エミッターの空間分解能を分析することが簡単にできました。

図 7. 各ダイオードの周囲に隔壁を描いた後の測定。

ここで実行されたテストは、3つのダイオードエミッターの状態と出力を確認することのみを目的としていました。これは、光学調整や追加の機器を含むシステム全体を組み立てるときに実行する必要がある全体的なテストの一部にすぎません。