現在、技術応用分野には、赤外線、超音波、レーザーなどの技術を含め、多岐にわたる技術が存在します。その中で、 LiDAR（光検出と測距）レーザーを使用して測距を行うは、より高いセンサー精度を提供できるため、次のような多くの測距アプリケーションで第一の選択肢となっています。 自動運転車スポーツ競技、マーケティング活動など。この記事では、LiDARの技術開発と、Arrow Electronicsが発表したデモボードの機能的特徴を紹介します。
全方向死角のない検知技術
いわゆるLiDARは、光学、レーザースキャン、データ処理技術を組み合わせたもので、死角のない全方向の人や物体の検出技術です。これまでは、環境内の人や物体の検出には光学系（カメラなど）のみが使用されていました。しかし、精度が低いため、 センサー、多くの望ましくない誤報が発生しました。レーザースキャンと組み合わせることで、検知精度を効果的に向上させることができます。3Dと組み合わせると レーザースキャン この技術により、物体の位置、距離、大きさ、形状などの情報を正確に検出することができ、センシング精度が大幅に向上します。
LiDARはレーザー光を放射して、物体が存在する領域を検索し、物体が存在する距離を測定します。距離は、 飛行時間（ToF）技術。ToFとは、投影されたレーザーが物体に触れてセンサーに反射するまでにかかる時間を指します。レーザー反射に必要なわずかな時間差により、 リアルタイム測定のための3D画像を取得できます。
リアルタイム検出機能は自動運転車に最適です
3Dライダー 物体と形状を区別するだけでなく、物体の動きを検知できるため、道路上を移動する人や車両のデータを取得したり、複数の人の間の距離や歩行速度をリアルタイムで計測したり、蓄積された行動データから歩行者や車両の行動パターンを判別したりして、突発的な行動を予測したり、不審な行動を検知したりすることができます。
3D測定のもう1つの特徴は、3D環境内のデータを正面、鳥瞰図、その他の任意の角度から表示できることです。そのため、さまざまな角度から移動する人や車両に関するデータのほか、地形や建物の構造などからの情報フィードバックも取得できます。
このリアルタイム検出機能は、自身の位置や周囲の他の車両、歩行者、障害物を検出できる必要がある自動運転車の開発に最適です。3D LiDARとリンクした ジャイロセンサー （安定性のため）そして GPS （位置データについては）安全性の確保や自動運転のための高精度な地図作成のために、高精細な3Dリアルタイムデータを取得し、歩行者や車両を検知するほか、路面標示とアスファルト舗装の違いを判別することも可能となる。
データによるスポーツ・マーケティング・建設現場の行動分析
3D LiDARは、今後、自動運転以外にも、セキュリティ、マーケティング、スポーツなどの分野での利用行動の分析に幅広く応用されることが期待されています。例えば、セキュリティ用途では、検出対象物のサイズや行動分析データを利用して人間と動物を区別し、より高精度なセキュリティシステムを確立することができます。マーケティングに関しては、3D LiDARを使用して店舗の棚を監視し、人気商品を特定し、リアルタイムの在庫管理とマーケティング活動を行うことができます。
スポーツに関しては、例えばサッカースタジアムに複数の3D LiDARを同時に設置することで、広いフィールド上の選手の位置をリアルタイムで追跡することが可能になります。各選手の走行速度や走行距離に関する詳細なデータを収集し、移動エリアの軌跡マップを作成することで、より効果的なスポーツ競技戦略を立てることができます。
さらに、3D LiDARは、一度に広い範囲を監視できる3D形状計測や、土木・建築現場のセキュリティなど、交通・建設分野でも活用される可能性があります。大型の運送倉庫や土木現場では、商品や資材が常に動いています。形状測定により危険物を識別し盗難を防止します。土木・建築現場では、進捗状況の把握や、事前に危険や確認すべき事項の予測にも活用されます。
LiDARデモボードが顧客の開発を加速
顧客のLiDAR開発のスピードアップを支援するために、Arrow Electronicsは顧客が評価や参照に使用できるLiDARデモボードを発売しました。このシングルチャネルLiDARデモ ボードは、最大50 mの測定距離を持つLiDAR ToF測距テクノロジを備えた高速光学フロント エンドのデモンストレーションに使用できます。また、LiDAR ToFアーキテクチャは、消費者および産業分野、さらには自動車分野への応用も拡大できます。
このシングル チャネルLiDARデモ ボードは操作が簡単で、LiDAR ToFテクノロジーに基づくさらなる開発をお客様に簡単にサポートできます。LiDARは、消費電力を抑えながら、より長い動作距離を迅速に切り替えることができます。
このToF距離測定用LiDARセンシングシステムは、75Wの レーザーダイオード 905nmの不可視光、高感度光電子増倍管、高帯域幅、低遅延の光フロントエンドシステムを備えており、長距離測定をサポートし、時間/デジタル変換器（TDC）を介して正確なToFタイミング測定を提供し、距離情報に変換できます。高速eGaN FETトランジスタとゲート ドライバ制御により、レーザー ダイオード上の短いパルス (<15ナノ秒) は、入力電力を低減しながら良好なレーザー光出力を提供し、同じレーザー ダイオード電力で電力を節約し、すべてのシステムに単一の電源で電力を供給できます。
瞬間選択のコアチップを使用する
WMRAG32K76CS1C00R0
Arrow ElectronicsのシングルチャネルLiDARデモボードには、ADIのADCMP600高速コンパレータ、RF 4GHz HMC589A MMICアンプ、LT8330 DC/DCブーストコンバータ、200mA LT3082C低ドロップアウトレギュレータ、ROHMの75W RLD90QZW3レーザーダイオード、EPCのEPC2212 100V eGaN FETなど、現時点での選択肢である多くのコアチップが使用されています。 ONセミコンダクターの RDシリーズシリコン光電子増倍管SiPM、 TiのLMG1020 GaN FET超高速ゲート ドライバー TDC7201時間デジタルコンバータ、 NXPの32ビットARM Cortex M4 LPC54606マイクロコントローラ、 Recom PowerのRAC05-05SK AC/DCコンバータ、そして 村田製作所のWMRAG32K76CS1C00R0 MEMS共振器 LQH3NPZ_GRシリーズ巻線 フェライトコアパワーインダクタ。
このシングルチャネルLiDARデモボードは、距離測定、速度測定、安全性/近接センシング、建物情報モデル、駐車支援システムなどに応用できます。 マシンビジョンセキュリティシステムなど、幅広い用途にご利用いただけます。
距離測定におけるLiDARの精度
LiDARは高精度な距離測定機能を備えているため、用途がますます多様化し、市場の需要が急増する高精度距離測定アプリケーションに最適です。Arrow Electronicsが発売したシングルチャネルLiDARデモボードは、メーカーの関連製品の開発を加速させるものであり、LiDARアプリケーション市場への参入に関心のあるメーカーにとっては参考になるものである。