Tilbake til søkeresultatene

NANO2021-Nanoteknologi og nye materiale

Miniaturised Optical ROad Sensor

Alternativ tittel: Miniaturised Optical ROad Sensor

Tildelt: kr 5,4 mill.

Prosjektleder:

Prosjektnummer:

309710

Søknadstype:

Prosjektperiode:

2020 - 2022

Organisasjon:

Geografi:

Prosjektet skal utvikle et sensorsystem som er rimelig i pris for overvåkning av veioverflaten og detektere is, snø, saltmengde, vann etc. Løsningen skal være enkel å montere slik at mange sensorer kan monters og utgjøre en integrert fast del i infrastrukturen langs veiene. Systemet muliggjør varsling til bilister om veiforholdene fremover, og vil gi verdifull informasjon til veivedlikehold og behov for brøyting, strøing og salting. Teknologien er basert på et mikroelektromekanisk system, såkalt MEMS-brikke. Selve MEMS-brikken utvikles av samarbeidspartnerene SINTEF og Thunable AS og brikken vil fungerer som et miniatyrisert optisk spektrometer som kan transmittere lys innenfor et kontinuerlig spektrum av infrarøde bølgelengder. Et slikt rimelig sensorsystem gjør det mulig å oppnå tilstrekkelig tetthet av sensorer gjennom integrasjon i fast infrastruktur langs veiene (lyktestolper og lysarmaturer) til å få full oversikt over vanskelige veiforhold og vil kunne muliggjøre en behovsstyrt brøyting, strøing og salting av vei og sanntidsinformasjon om veiforhold til bilister. Resultatene fra prosjekt vil også åpne muligheter innen flere andre markedsområder som materialgjenvinning og hyperspektral avbildning. Prosjektet er kommet langt i utviklingen av det sentrale MEMS-filteret og sensor systemet for is-deteksjon. Vi har en målsetting om å kunne gjøre de innledende målingene av tørr, våt og isete asfalt med en demonstrator i relevant miljø i løpet av vinteren 2022. MOROS prosjektet hadde sitt første fysiske møte 23. november ved SINTEF i Oslo, men har ellers fortsatt samarbeidet over digitale møter på Teams som følge av korona-pandemien. Et fast månedlig møte brukes til å samle alle partnerne for å diskutere status og fremdrift, og i tillegg arrangerer de ulike partnerne egne møter i kontekst av arbeidspakkene. En kort oppsummering av nådde milepæler 2021 i arbeidspakkene H1-H5 i MOROS prosjektet: H1) Planlegging og spesifisering: Arbeidet med å innhente spesifikasjoner for MEMS filteret og sensor-systemet ble ledet av Comlight AS og ble ferdigstilt i 2020. Spesifikasjons-dokumentet er blitt revidert etter behov underveis med arbeidet i utviklingen av sensor-systemet. H2) Elektronikk og pakkning: Vi har nå elektronikk og pakkning klar for å montere opp nye IR-filtere til uttesting i relevant miljø. Arbeidet med kontroll-elektronikk og pakking til MEMS filteret er blitt ledet av Tunable AS. I løpet av året har Tunable laget et miniatyrisert kort med mikrokontroller som er betraktelig mindre enn det nåværende kortet. Tunable har også videreutviklet deteksjons-funskjonaliteten til MEMS-filteret: Nå kan MEMS filteret beveges på en måte som gir fortløpende spektra betraktelig raskere enn tidligere. H3) Design og utvikling av veiovervåkningsensor: Lab-oppsett er blitt bygget basert på optiske simuleringer og design, og den er blitt brukt til å skille mellom tørr og våt asfalt på 5m avstand innendørs. Neste steg er å innlemme de nyutviklede IR-filter-brikkene fra arbeidspakke H4. H4) MEMS: Nyutviklede IR-filter brikker er i produksjon, men delvis forsinket pga utfordringer med lang nedetid på prosessutstyr. IR-filtrene består av to deler som prosesseres hver for seg: Topp-brikker og bunn-brikker. I MOROS prosjektet får disse IR-filtrene får et nytt optisk belegg som gir vesentlig bedre transmisjon i NIR området. Mye arbeid har gått inn i prosessutvikling for å kunne fremstille IR-filtere med dette belegget. Bunnbrikkene er ferdig-prosesserte og klare til å tas i bruk, mens topp-brikkene er forventet ferdigstilt neste år. I mellomtiden er planen å ta i bruk eksisterende topp-brikker uten det nye optiske belegget slik at målinger kan gjøres ila den kommende vinteren. Med bunnbrikkene dekket av det nye optiske belegget vil vi da kunne utnytte ca halve gevinsten ved det nye designet. Den fulle gevinsten vil oppnås når toppbrikkene er ferdig prosesserte. H5) Demonstrator og evaluering: Det er blitt avholdt planleggingsmøter og en detaljert 3D-tegning av en portabel demonstrator er blitt laget av Comlight. Nå som laboppsettet viser lovende målinger og nye sensor-brikker er klare, tar vi sikte på å raskt bygge demonstratoren og gjennomføre innledende målinger av tørr, våt og isete asfalt i relevant miljø i løpet av vinteren 2022.

I dette prosjektet vil Comlight og Tunable sammen med SINTEF utvikle et sensorsystem for overvåkning av veioverflaten (is, snø og vann) som er integrert i fast infrastruktur langs veiene. Systemet muliggjør varsling til bilister om veiforholdene fremover, og vil gi verdifull informasjon til veivedlikehold og behov for brøyting, strøing og salting. Det er flere selskaper som tilbyr optisk deteksjon av veibanen, men disse er både store og for kostbare. Comlight vil utvikle et instrument som er rimelig i pris og enkelt å installere slik at storskala utrulling av veiovervåkningssensorer er mulig. Dette vil de oppnå ved å benytte et mikroelektromekanisk system (MEMS) utviklet ved Sintef og kommersialisert for gassdeteksjon av Tunable. Selve MEMS-brikken fungerer som et miniatyrisert optisk spektrometer som kan transmittere lys innenfor et kontinuerlig spektrum av infrarøde bølgelengder. Gjennom prosjektet vil Tunable kunne etablere volumproduksjon av filtermoduler og selge slike utover eget bruk, inkludert til is-deteksjon. Sentrale FoU utfordringer som må løses er følgende - Framstille MEMS filtre for riktig spektralt område for å separere is, vann, snø og tørre overflater - Utvikle en kompakt og rimelig optisk pakke med styringselektronikk for MEMS-filteret - Demonstrere prosesser som kan gjøre masseproduksjon av MEMS filtre mulig - Utvikle en kompakt demonstrator som er enkel å installere og kan klassifisere veioverflaten Om prosjektet lykkes vil det være mulig å oppnå tilstrekkelig tetthet av sensorer gjennom integrasjon i fast infrastruktur langs veiene (lyktestolper og lysarmaturer) til å få full oversikt over vanskelige veiforhold og vil kunne muliggjøre en behovsstyrt brøyting, strøing og salting av vei og sanntidsinformasjon om veiforhold til bilister. Et vellykket prosjekt sum utvikler teknologi for rimelige justerbare optiske filtre vil også åpne muligheter innen en rekke andre markedsområder som materialgjenvinning og hyperspektral avbildning.

Aktivitet:

NANO2021-Nanoteknologi og nye materiale