研究：LiDAR

当研究室では、自動車やドローンなどの自動運転用の環境センサに向けた光検出および測距（LiDAR : Light Detection and Ranging）システムの開発に取り組んでおります。現在、様々な種類のLiDARセンサの開発が進められていますが、特に、シリコンフォトニクスおよびフォトニック結晶技術[1-3]の視点からSolid State型周波数変調モジュール（FMCW : Frequency Modulated Continuous Wave）の設計を行っております。これはフォトニック結晶基板と低速光ステアリングユニットで動作し、すべてシリコンフォトニクス環境で統一できます。

Fig.1 Overview model of the all-in-one FMCW LiDAR chip on Silicon Phonics platform

小型かつ一体型でモジュール化したLiDERチップは従来のLiDARと比べ、その大きさや重さ、消費電力において大幅な改善が見込まれます。さらに、シリコンフォトニクス技術を用いることで、作製コストを削減することができるため、大量生産に適しています。

このシステムは現在、1550 nm・10 dBmの周波数光源上で、200 kHzの外部電気変調を行うテスト段階にあります。3Dポイントクラウドスキャンは、1.5メートルで最高のSNR比18で実現できます。オブジェクト検出のためのAIおよび機械学習も未開発であり、近い将来にシステムに適用されると予想されます。

Fig.2 LiDAR 2D image (left) and 3D point cloud (right) of a car model

List of reports

• [1] T. Baba et al., 2017 International Conference on Solid State Devices and Materials, H-8-04, 2017
• [2] H. C. Nguyen et al., Optics Express, vol. 19, no. 4, p. 13000, 2011.
• [3] T. Baba et al., Sci. Technol. Adv. Mat., vol.15, p. 024602, 2014.