Вы, вероятно, много слышали о LiDAR (лазерный локатор ИК-диапазона). LiDAR представляет собой систему обнаружения и дистанциометрирование света и играет ключевую роль во многих новых технологиях, таких как автономные транспортные средства, робототехника и домашняя автоматизация. Отличие LiDAR от других технологий пространственного зондирования заключается в точности и достоверности данных о расстоянии, которые могут быть получены с помощью таких датчиков. Выходные сигналы датчиков LiDAR могут быть использованы для быстрого построения очень подробных 3D-моделей пространства, что делает их хорошо подходящими для применения в автономных транспортных средствах и роботах. Недавние демонстрации роботов, перепрыгивающих через офисную мебель [1], или беспилотников, отображающих каждый лист в лесу [2], являются примерами достижений, ставших возможными благодаря технологии датчиков LiDAR. По прогнозам экспертов, в течение следующего десятилетия ежегодный рост мирового рынка технологии LiDAR составит 12-22% [3-4], что сделает ее одной из самых быстрорастущих областей высоких технологий.

Системы LiDAR обычно используют зеркала с электростатическим приводом для быстрого сканирования лазерного луча через целевую область. Эти зеркала - еще один пример МЭМС-устройства в перспективном применении. Инженерам, разрабатывающим такие системы, требуются быстрые и точные средства моделирования и проектирования этих зеркальных структур и связанных с ними исполнительных механизмов. Платформа CoventorMP компании Coventor предоставляет инструменты проектирования и анализа, которые адаптированы и оптимизированы для данного применения.

С помощью инструмента MEMS+ системы CoventorMP разработчики LiDAR могут быстро получить результаты анализа, сообщающие о емкости, модальных частотах и гармоническом поведении микрозеркал LiDAR как в линейном, так и в крайне нелинейном режимах работы. Ниже показан пример модели двухосевого микрозеркала в инструменте MEMS+, демонстрирующий одну из форм колебаний конструкции:

Рисунок 1. Форма колебаний двухосевого микрозеркала

Кроме того, с помощью интеграции инструмента MEMS+ с MATLAB^® Simulink^® можно проанализировать полное переходное поведение микрозеркал, что позволяет анализировать поведение при запуске, выключении и устойчивом состоянии. Ниже показаны переходные сигналы запуска той же конструкции с использованием MEMS+ и MATLAB Simulink:

Рисунок 2. Переходное поведение при запуске двухосевого микрозеркала

Более того, поскольку микрозеркальное устройство существует как системный блок в Simulink, можно исследовать совместные действия массивов микрозеркал. Каждое микрозеркало можно проанализировать на месте в контуре управления и смоделировать с моделями схемы считывания.

Поскольку проектирование МЭМС начинает включать в себя элементы системного уровня, а проектные решения системного уровня становятся все более важными для разработчика МЭМС, возможности анализа на уровне системы, в свою очередь, становятся все более важными. Используя инструментальные средства, предлагаемые MEMS +, моделирование на уровне системы становится доступным и практичным.

Используемые источники:

[1] https://www.youtube.com/watch?v=fRj34o4hN4I

[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Lidar

[3] https://www.mordorintelligence.com/industry-reports/lidar-market

[4] https://www.inkwoodresearch.com/reports/lidar-technology-market/