LiDAR de 905 nm y 1550/1535 nm: ¿Cuáles son las ventajas de las longitudes de onda más largas?

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Comparación sencilla entre LiDAR de 905 nm y 1,5 μm

Simplifiquemos y aclaremos la comparación entre los sistemas LiDAR de 905 nm y 1550/1535 nm:

Característica

LiDAR de 905 nm

LiDAR de 1550/1535 nm

Protección ocular - Más seguro, pero con límites de potencia por motivos de seguridad. - Muy seguro, permite un mayor consumo de energía.
Rango - Puede tener un alcance limitado por motivos de seguridad. - Mayor alcance porque puede usar más energía de forma segura.
Rendimiento en condiciones climáticas - Se ve más afectado por la luz solar y las condiciones climáticas. - Ofrece un mejor rendimiento en condiciones climáticas adversas y se ve menos afectado por la luz solar.
Costo - Más baratos, los componentes son más comunes. - Más caro, utiliza componentes especializados.
Mejor utilizado para - Aplicaciones con presupuestos ajustados y necesidades moderadas. - Las aplicaciones de alta gama, como la conducción autónoma, requieren gran autonomía y seguridad.

La comparación entre los sistemas LiDAR de 1550/1535 nm y 905 nm pone de manifiesto varias ventajas de utilizar la tecnología de mayor longitud de onda (1550/1535 nm), especialmente en términos de seguridad, alcance y rendimiento en diversas condiciones ambientales. Estas ventajas hacen que los sistemas LiDAR de 1550/1535 nm sean particularmente adecuados para aplicaciones que requieren alta precisión y fiabilidad, como la conducción autónoma. A continuación, se presenta un análisis detallado de estas ventajas:

1. Mayor seguridad ocular

La principal ventaja de los sistemas LiDAR de 1550/1535 nm reside en su mayor seguridad para la vista. Las longitudes de onda más largas se encuentran en una categoría que la córnea y el cristalino absorben con mayor eficacia, impidiendo que la luz llegue a la retina, una zona muy sensible. Esta característica permite que estos sistemas operen a niveles de potencia más elevados sin superar los límites de exposición seguros, lo que los hace ideales para aplicaciones que requieren sistemas LiDAR de alto rendimiento sin comprometer la seguridad humana.

DALL·E 2024-03-15 14.29.10 - Generar una imagen que muestre la superficie de la carretera desde la perspectiva del sistema LiDAR de un automóvil, enfatizando la textura y los patrones detallados de la carretera como

2. Mayor rango de detección

Gracias a su capacidad para emitir con mayor potencia de forma segura, los sistemas LiDAR de 1550/1535 nm pueden alcanzar un mayor alcance de detección. Esto es crucial para los vehículos autónomos, que necesitan detectar objetos a distancia para tomar decisiones oportunas. El mayor alcance que ofrecen estas longitudes de onda garantiza una mejor capacidad de anticipación y reacción, lo que mejora la seguridad y la eficiencia generales de los sistemas de navegación autónoma.

Comparación del rango de detección Lidar entre 905 nm y 1550 nm.

3. Rendimiento mejorado en condiciones climáticas adversas

Los sistemas LiDAR que operan en longitudes de onda de 1550/1535 nm demuestran un mejor rendimiento en condiciones climáticas adversas, como niebla, lluvia o polvo. Estas longitudes de onda más largas pueden penetrar las partículas atmosféricas con mayor eficacia que las longitudes de onda más cortas, manteniendo la funcionalidad y la fiabilidad incluso con poca visibilidad. Esta capacidad es esencial para el rendimiento constante de los sistemas autónomos, independientemente de las condiciones ambientales.

4. Menor interferencia de la luz solar y otras fuentes de luz.

Otra ventaja del LiDAR de 1550/1535 nm es su menor sensibilidad a las interferencias de la luz ambiental, incluida la luz solar. Las longitudes de onda específicas que utilizan estos sistemas son menos comunes en fuentes de luz naturales y artificiales, lo que minimiza el riesgo de interferencias que podrían afectar la precisión del mapeo ambiental del LiDAR. Esta característica es especialmente valiosa en escenarios donde la detección y el mapeo precisos son fundamentales.

5. Penetración del material

Si bien no es una consideración primordial para todas las aplicaciones, las longitudes de onda más largas de los sistemas LiDAR de 1550/1535 nm pueden ofrecer interacciones ligeramente diferentes con ciertos materiales, lo que podría brindar ventajas en casos de uso específicos donde la penetración de la luz a través de partículas o superficies (hasta cierto punto) puede ser beneficiosa.

A pesar de estas ventajas, la elección entre sistemas LiDAR de 1550/1535 nm y 905 nm también implica considerar el costo y los requisitos de la aplicación. Si bien los sistemas de 1550/1535 nm ofrecen un rendimiento y una seguridad superiores, generalmente son más costosos debido a la complejidad y los menores volúmenes de producción de sus componentes. Por lo tanto, la decisión de utilizar la tecnología LiDAR de 1550/1535 nm suele depender de las necesidades específicas de la aplicación, incluyendo el alcance requerido, las consideraciones de seguridad, las condiciones ambientales y las limitaciones presupuestarias.

Lecturas adicionales:

1.Uusitalo, T., Viheriälä, J., Virtanen, H., Hanhinen, S., Hytönen, R., Lyytikäinen, J. y Guina, M. (2022). Diodos láser RWG cónicos de alta potencia máxima para aplicaciones LIDAR seguras para los ojos con una longitud de onda de alrededor de 1,5 μm.[Enlace]

Abstracto:El artículo "Diodos láser RWG cónicos de alta potencia pico para aplicaciones LIDAR seguras para la vista en torno a una longitud de onda de 1,5 μm" analiza el desarrollo de láseres seguros para la vista de alta potencia pico y brillo para LIDAR automotriz, logrando una potencia pico de vanguardia con potencial para mejoras adicionales.

2.Dai, Z., Wolf, A., Ley, P.-P., Glück, T., Sundermeier, M., & Lachmayer, R. (2022). Requisitos para sistemas LiDAR automotrices. Sensors (Basilea, Suiza), 22.[Enlace]

Abstracto:El informe "Requisitos para sistemas LiDAR para automoción" analiza las métricas clave de los sistemas LiDAR, incluyendo el rango de detección, el campo de visión, la resolución angular y la seguridad láser, haciendo hincapié en los requisitos técnicos para aplicaciones automotrices.

3.Shang, X., Xia, H., Dou, X., Shangguan, M., Li, M., Wang, C., Qiu, J., Zhao, L., & Lin, S. (2017). Algoritmo de inversión adaptativa para lidar de visibilidad de 1,5 μm que incorpora exponente de longitud de onda Angstrom in situ. Optics Communications.[Enlace]

Abstracto:El algoritmo de inversión adaptativa para lidar de visibilidad de 1,5 μm que incorpora un exponente de longitud de onda Angstrom in situ presenta un lidar de visibilidad de 1,5 μm seguro para la vista para lugares concurridos, con un algoritmo de inversión adaptativa que muestra alta precisión y estabilidad (Shang et al., 2017).

4. Zhu, X., y Elgin, D. (2015). Seguridad láser en el diseño de sistemas LIDAR de escaneo de infrarrojo cercano.[Enlace]

Abstracto:El artículo "Seguridad láser en el diseño de LIDAR de escaneo de infrarrojo cercano" analiza las consideraciones de seguridad láser en el diseño de LIDAR de escaneo seguros para la vista, indicando que una cuidadosa selección de parámetros es crucial para garantizar la seguridad (Zhu y Elgin, 2015).

5.Beuth, T., Thiel, D., & Erfurth, MG (2018). El peligro de la adaptación y el escaneo de LIDAR.[Enlace]

Abstracto:El estudio "El peligro de la adaptación y el escaneo de los LIDAR" examina los riesgos de seguridad láser asociados con los sensores LIDAR para automóviles, lo que sugiere la necesidad de reconsiderar las evaluaciones de seguridad láser para sistemas complejos que constan de múltiples sensores LIDAR (Beuth et al., 2018).

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Fecha de publicación: 15 de marzo de 2024