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固态激光雷达
固态激光雷达有很多优势,首先其结构简单、尺寸小,由于不需要旋转部件,可以大大压缩雷达的结构和尺寸,提高使用寿命,并降低成本。其次,机械式激光雷达由于光学结构固定,适配不同车辆往往需要精密调节其位置和角度,固态激光雷达可以通过软件进行调节,大大降低了标定的难度,加快扫描速度快与精度。
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高清混合型固态激光雷达质量好
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固态激光雷达
固态激光雷达有很多优势,首先其结构简单、尺寸小,由于不需要旋转部件,可以大大压缩雷达的结构和尺寸,提高使用寿命,并降低成本。其次,机械式激光雷达由于光学结构固定,适配不同车辆往往需要精密调节其位置和角度,固态激光雷达可以通过软件进行调节,大大降低了标定的难度,加快扫描速度快与精度。
不过固态激光雷达也有它相应的缺点,固态意味着激光雷达不能进行360度旋转,只能探测前方。因此要实现扫描,需在不同方向布置多个固态激光雷达。另外,固态激光雷达依然无法解决气候下,无法施展性能的弊端。如果与全天候工作的毫米波雷达相结合的话,必然可以大大提升自动驾驶汽车的探测性能。
①扫描角有限,固态意味着激光雷达不能进行 360 度旋转,只能探测前方。因此要实现扫描,需在不同方向布置多个(至少前后两个)固态激光雷达。
②旁瓣问题,光栅衍射除了明纹外还会形成其他明纹,这一问题会让激光在大功率方向以外形成旁瓣,分散激光的能量。
③加工难度高,光学相控阵要求阵列单元尺寸必须不大于半个波长,一般目前激光雷达的工作波长均在 1 微米左右,故阵列单元的尺寸必须不大于 500nm。而且阵列密度越高,能量也越集中,这都提高了对加工精度的要求,需要一定的技术突破。
④接收面大、信噪比差:传统机械雷达只需要很小的接收窗口,但固态激光雷达却需要一整个接收面,因此会引入较多的环境光噪声,增加了扫描解析的难度。
液晶(LC)相控阵
McManamon等人研制出液晶材料的光学相控阵结构,液晶在全固态的激光雷达领域的应用得到了可行性的初步验证。如图13所示,通过外加电压改变液晶的取向,实现不同阵元的相位调节,可以获得远场光束的偏转效果。液晶的光学相控阵有驱动电压较小、易于阵列集成的优点,目前较大规模商用的空间光调制器(spatial light modulator,SLM)得到了产业界的检验,有望应用在激光雷达领域。目前,液晶光学相控阵的大扫描角度大约±10°,扫描速度在毫秒量级。研究者主要围绕如何增大响应速度、增加扫描精度等问题开展研究。David Engstrm等人为了弥补液晶光学相控阵的响应时间的不足,使用铁电液晶材料的空间光调制器,增大了液晶的响应速度,响应时间可达到200μs,控制电压范围±3.4V,光束偏转角达到±9°。
激光雷达
固态激光雷达是未来的发展方向,几乎没有异议,不过,什么才是全固态激光雷达,的确还得掂量掂量。另外,只有能够量产的激光雷达才有话语权。我们来看看几