EO_500

EO LIGHTING - MARZO 2022 XVIII Lighting che una sola di queste prenderà il sopravvento e si assi- sterà a un consolidamento degli attori presenti sul merca- to. Fenomeni di questo tipo si sono già verificati nel caso di Ethernet per il collegamento in rete o per lo standard VHS nel settore video. Per gli utilizzatori della tecnologia LiDAR, ovvero le case automobilistiche e le aziende che progettano e producono veicoli robotizzati autonomi per il trasporto di persone e merci, l’aspetto principale è rappresentato dalle loro esi- genze. In ultima analisi, tutte queste realtà sono alla ricer- ca di fornitori capaci di rendere disponibili sensori LiDAR che coniugano bassi costi ed elevato grado di affidabilità e siano in grado di garantire le prestazioni richieste in termini sia di misura della distanza da un oggetto (ran- ging) sia di rilevamento di oggetti caratterizzati da bassa riflettività. Sebbene tutti i progettisti abbiano i loro pun- ti di vista sostenuti da valide motivazioni, queste società saranno quasi sicuramente agnostiche rispetto all’imple- mentazione della tecnologia se il fornitore sarà in grado di soddisfare i requisiti di prestazioni e affidabilità a un co- sto competitivo. Ciò conduce alla domanda fondamentale alla quale questo articolo cercherà di fornire una risposta: quale lunghezza d’onda prevarrà nelle applicazioni LiDAR in campo automobilistico? Sistemi LiDAR: una panoramica Per iniziare a dare una risposta, è necessario compren- dere l’anatomia di un sistema LiDAR, che può essere rea- lizzato sfruttando differenti architetture. I sistemi LiDAR coerenti, che vengono anche denominati LiDAR FMCW (Frequency Modulated Continuous Way), effettuano un mix tra un segnale laser trasmesso e la luce riflessa per calcolare distanza e velocità di un oggetto. Anche se un sistema di questo tipo garantisce alcuni vantaggi, non è sicuramente così diffuso come il LiDAR dToF (direct Time of Flight), che è senz’altro il tipo di LiDAR più comune. In un’implementazione di questo tipo la misura della distan- za di un oggetto si ottiene calcolando il tempo impiegato da un breve impulso luminoso inviato da una sorgente di illuminazione a essere riflesso dall’oggetto e tornare al punto di partenza dove viene rilevato tramite un sensore. Questa tecnica utilizza la velocità della luce per calcolare direttamente la distanza dall’oggetto mediante una sem- plice formula matematica che mette in relazione tempo, velocità e distanza. Un tipico sistema LiDAR dToF è carat- terizzato da sei principali funzionalità hardware (Fig. 2), sebbene la scelta della lunghezza d’onda influisca princi- palmente sulle funzioni di ricezione e trasmissione. Nella tabella 1 viene invece riportato un elenco di vari pro- duttori di sistemi LiDAR che spazia dai principali fornitori (Tier-1) del settore automobilistico alle start-up a livello Fig. 2 – Schema a blocchi di un tipico sistema dToF: le sezioni in verde sono quelle in cui sono utilizzati prodotti di onsemi mondiale. Sulla base di varie analisi di mercato e di infor- mazioni di pubblico dominio, i sistemi LiDAR della mag- gior parte di queste aziende operano con lunghezze d’onda nella regione del vicino infrarosso (NIR - Near InfraRed) piuttosto che con lunghezze d’onda nella regione dell’in- frarosso a onde corte (SWIR - Short Wave InfraRed). Oltre a ciò, mentre i fornitori che utilizzano lunghezze d’onda SWIR per i loro LiDAR di tipo FMCW possono usare solo queste lunghezze d’onda, molti fornitori che utilizzano un’implementazione di tipo dToF possono anche decidere di realizzare un sistema che utilizzi le lunghezze d’onda NIR e sfruttare quindi un gran numero di IP (Intellectual Property) già sviluppate per funzioni quali elaborazione del segnale e orientamento del fascio (beam steering). Dato che lamaggioranza, ma non la totalità, dei produttori elencati nella tabella 1 ha optato per le lunghezze d’onda dello spettro NIR, è utile analizzare i motivi per i quali è NIR (850 nm, 905nm, 940 nm) SWIR (10604 nm, 1350 nm, 1550 nm) Valeo Blockfeld Veoneer MicroVision Ibeo Automotive Systems Continentals Magna Quanergy Waymo Aptiv Velodyne Cepton SOS LAB Robosense Innoviz Sense Photonics Hesai LeddarTech LeiShen Xenomatix TetraVue SureStar Genius Pro Mando Hybrid LiDAR Systems Lumotive Benewak Ouster ZF Marelli Cruise Continental Innovusion Luminar Argo AI AEye Aurora AEVA Insight LiDAR SiLC Cruise Baraja Time-of-Flight LiDAR Coherent LiDAR (e.g. FMCW) Tabella 1 – *Non si tratta di un elenco completo, (Fonti: Yole, IHS Markit e informazioni pubbliche) & public disclosures. Un elenco di alcuni produttori di sistemi LiDAR che operano con lunghezze d’onda negli spettri NIR e SWIR.