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混合固态激光雷达
激光雷达已成为自动驾驶的关键传感器之一。市场上也有很多产品选择。然而,有一些关于激光雷达的说法,但非人士很难区分这些陈述。关于激光雷达的“谣言”将引起读者的关注。
激光雷达是一种非常高科技的设备:
激光雷达是在20世纪60年代早期发明脉冲激光后不久发明的。原理很简单。就像
点云防撞半固态激光雷达质量好
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视频作者:北醒(北京)光子科技有限公司
混合固态激光雷达
激光雷达已成为自动驾驶的关键传感器之一。市场上也有很多产品选择。然而,有一些关于激光雷达的说法,但非人士很难区分这些陈述。关于激光雷达的“谣言”将引起读者的关注。
激光雷达是一种非常高科技的设备:
激光雷达是在20世纪60年代早期发明脉冲激光后不久发明的。原理很简单。就像根据物体反射的声波测量物体的距离一样,激光雷达只是用光波取代声波。
激光雷达的作用是发射脉冲并测量从物体反射回来的时间。由于光速是恒定的,因此通过测量光波的飞行时间很容易计算距离。
混合固态激光雷达
激光雷达的种类很多,但是按照现代的激光雷达的概念,常分为以下几种:
1.按运载平台分:有地基固定式激光雷达、车载激光雷达、机载激光雷达、船载激光雷达、星载激光雷达、弹载激光雷达和手持式激光雷达等。
2.按激光发射波形分:有脉冲激光雷达、连续波激光雷达和混合型激光雷达等。
3.按激光波段分:有紫外激光雷达、可见激光雷达和红外激光雷达。
4.按激光介质分:有气体激光雷达、固体激光雷达、半导体激光雷达和二极管激光泵浦固体激光雷达等。
MEMS
MEMS振镜用于激光雷达系统,需要具备大孔径以满足激光雷达分辨力等需求。静电驱动7mm直径尺寸的双轴可偏转MEMS振镜,采用简单易行的飞行时间(time of flight,TOF)的测距方法,测量了距离0.5m至80m的目标,视场角30°,扫描频率550Hz。如图5所示,为进一步提高LiDAR光学口径,采用2×7的微振镜阵列,等效综合口径334mm,填充因子80%,其中发射端信号是一维扫描的强度调制连续波,接收端是大孔径的振镜组,扫描角度60°,扫描频率250Hz。单个微振镜可以做到20mm的直径尺寸,实验验证在两个轴上均可以达到7.2°的光束扫描角度,压电驱动MEMS的谐振频率在1kHz左右,100W的激光能量没有对MEMS镜面产生破坏。
机械式激光雷达
机械式激光雷达存在精密装配困难、系统庞大等缺点,目前价格仍然居高不下。为了突破这一缺陷,研究者们提出了诸多的解决方案。20世纪90年始出现Flash 3D成像激光雷达,也出现了通过液晶实现的光学相控阵结构,21世纪初出现了MEMS类型的激光雷达组件,迄今各种方案竞相追逐,不断发展。MEMS器件作为机械式向固态LiDAR过渡的解决方案,具有一定程度的小型化、响应速度较快的特点,且MEMS功能性结构能够忍受热压,因此可以承受相对较高的激光能量,但是由于MEMS结构单元尺寸较大,存在机械振动、旋转,受环境因素影响较大。针对全固态激光雷达发展需求,Flash激光雷达可对目标一次照射成像,成像质量终取决于面阵探测器的性能,但是数据庞大,一次成像速度较慢。液晶光学相控阵器件在空间光调制器领域商业化应用成熟,具有全固态、便宜、可制作等特点,但