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Mobile Maschinen 5/2018

Mobile Maschinen 5/2018

AVALANCHE-PHOTODIODEN

AVALANCHE-PHOTODIODEN OHNE LIDAR, KEIN AUTONOMES FAHREN Photodioden sind Bauelemente für die Automation mobiler Maschinen. Die Anwendungen reichen von Reinigungs- und Logistikrobotern bis zu Sonderfahrzeugen für Industrie, Bau-, Forstund Landwirtschaft. Die Berliner First Sensor AG zählt zu den Marktführern für Avalanche-Photodioden, mit denen das Lichtradar LIDAR seinen Siegesszug auch in mobilen Maschinen antritt. Erst LIDAR-Systeme schaffen die Voraussetzung für umfassende Fahrassistenz oder fahrerlosen Einsatz. 54 Mobile Maschinen 2018/05 www.mobile-maschinen.info

LIDAR steht für Light Detection And Ranging. Statt Radiowellen wie beim Radar werden Laserstrahlen zur Abstandsmessung und Umgebungserfassung durch die Erzeugung dreidimensionaler Bilder verwendet. Das von der Oberfläche des Objekts reflektierte Licht des Lasers wird von Photodioden empfangen und lässt Rückschlüsse auf die Geschwindigkeit und die Position zu. Je präziser das Empfangssignal erkannt und verarbeitet wird, umso besser ist die Qualität der Sensoren und desto sicherer werden auch kleine und dunkle Objekte mit geringerer Reflektivität detektiert. HOCHGENAUE MESSUNG IN NANOSEKUNDEN Zur Messung der im Nanosekunden-Bereich emittierten Lichtpulse bietet First Sensor hochempfindliche Avalanche-Photodioden (APDs) in unterschiedlichen Serien für den sichtbaren und den infraroten Spektralbereich an. Avalanche-Photodioden sind Dioden mit internem Verstärkungsmechanismus. Photonen generieren Elektron-Loch-Paare die mit Hilfe der angelegten äußeren Spannung so beschleunigt werden, dass auf Grund von Stoßionisation weitere Elektronen ins Leitungsband gehoben werden. Diese sekundär entstandenen Elektronen nehmen wiederum genügend Energie auf, um weitere Elektronen ins Leitungsband zu heben. So kann ein Multiplikationsfaktor von einigen Hundert erreicht werden. Sie kommen meist zum Einsatz, wenn die optische Signalstärke sehr gering ist. Typische Anwendungen sind z. B. die Laser-Entfernungsmessung, Laserscanner, Laser-Ausrichtsysteme und die optische Kommunikation. Ge fertigt werden APDs mit interner Verstärkung, einem großen Dynamikbereich sowie großen Bandbreiten. Um die in LIDAR-Systemen geforderten hohen räumlichen Auflösungen zu erreichen, entwickelt First Sensor APD­ Arrays, die aus mehreren lichtempfindlichen Flächen auf einem Chip bestehen. Wie breit das Anwendungsspektrum von LIDAR­ Systemen bereits heute ist, zeigen folgende Beispiele: UNBEMANNTER BETRIEB GEHÖRT ZUR TAGESORDNUNG Effiziente Lösungen für die mobile Antriebstechnik powerMELA - Hohe Leistungsdichte und kompakte Bauform Permanenterregter Synchronmotor mit Wechselrichter Für hybride oder rein elektrische Antriebslösungen Optimiert für Nutzfahrzeuge und mobile Arbeitsmaschinen Erhältlich in den Leistungsklassen 40*, 80 und 140 kW *) in Vorbereitung www.baumueller.de 01 Avalanche- Photodioden kommen meist zum Einsatz, wenn die optische Signalstärke sehr gering ist „Autonomen Logistikfahrzeugen gehört die Zukunft“, mit dieser Überschrift informiert ein führender Staplerhersteller auf seiner Website. Die Gründe: Elektrostapler, Nieder- und Hochhubwagen sowie Schlepper erzielen höchste Wirtschaftlichkeit im Rahmen von Intralogistikaufgaben. Längst ist der unbemannte Betrieb als Einzelfahrzeug oder im Flottenbetrieb für fast alle Einsatzgebiete von Industrie und Handel möglich. Der sichere Betrieb durch zuverlässiges Erkennen von Hindernissen erfordert eine präzise Umgebungserkennung auch in rauen Industrieumgebungen. Noch anspruchsvoller sind die Anforderungen an die Projekte der in Tallinn, Estland 2014 gegründeten Starship Technologies: Das Unternehmen kombiniert mobile Technologie mit speziell entwickelten Robotern und lokalen Lieferzentren mit dem Ziel, die örtliche Belieferung und Paketzustellung schneller, intelligenter und kostenbe in motion

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