?固態(tài)激光雷達工作原理？

固態(tài)激光雷達工作原理？海伯森專業(yè)介紹

固態(tài)激光雷達工作原理？激光雷達被認為是各行各業(yè)的關(guān)鍵傳感技術(shù)，在機器人、智慧城市等領(lǐng)域充當著推動者的角色。而近年來一直被寄予厚望的固態(tài)激光雷達成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的熱點。什么是固態(tài)雷達？是完全沒有移動部件的雷達，光相控陣(Optical Phased Array)及Flash是其典型技術(shù)路線，也被認為是純固態(tài)激光雷達方案。

固態(tài)激光雷達工作原理

固態(tài)激光雷達主要是依靠波的反射或接收來探測目標的特性，大多源自三維圖像傳感器的研究，實際源自紅外焦平面成像儀，焦平面探測器的焦平面上排列著感光元件陣列，從無限遠處發(fā)射的紅外線經(jīng)過光學系統(tǒng)成像在系統(tǒng)焦平面的這些感光元件上，探測器將接受到光信號轉(zhuǎn)換為電信號并進行積分放大、采樣保持，通過輸出緩沖和多路傳輸系統(tǒng)，最終送達監(jiān)視系統(tǒng)形成圖像。

固態(tài)激光雷達形成的三種技術(shù)路線

經(jīng)過多年的發(fā)展，固態(tài)激光雷達的基本框架已經(jīng)比較清晰了，以下是目前主流的三種方案。

1.MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)微機電系統(tǒng)

MEMS指代的是將機械機構(gòu)進行微型化、電子化的設(shè)計，將原本體積較大的機械結(jié)構(gòu)通過微電子工藝集成在硅基芯片上，進行大規(guī)模生產(chǎn)。技術(shù)成熟，完全可以量產(chǎn)。主要是通過MEMS微鏡來實現(xiàn)垂直方面的一維掃描，整機360度水平旋轉(zhuǎn)來完成水平掃描，而其光源是采用光纖激光器，這主要是由于905納米的管子重頻做不高，重頻一高平均功率就會太大，會影響激光管的壽命。

從嚴格意義上來說，MEMS并不算是純固態(tài)激光雷達，這是因為在MEMS方案中并沒有完全消除機械，而是將機械微型化了，掃描單元變成了MEMS微鏡。

2.OPA(optical phased array)光學相控陣技術(shù)

相比其他技術(shù)方案，OPA方案給大家描述了一個激光雷達芯片級解決方案的美好前景，它主要是采用多個光源組成陣列，通過控制各光源發(fā)光時間差，合成具有特定方向的主光束。然后再加以控制，主光束便可以實現(xiàn)對不同方向的掃描。雷達精度可以做到毫米級，且順應(yīng)了未來激光雷達固態(tài)化、小型化以及低成本化的趨勢，但難點在于如何把單位時間內(nèi)測量的點云數(shù)據(jù)提高以及投入成本巨大等問題。

3.Flash

Flash激光雷達的原理也是快閃，它不像MEMS或OPA的方案會去進行掃描，而是短時間直接發(fā)射出一大片覆蓋探測區(qū)域的激光，再以高度靈敏的接收器，來完成對環(huán)境周圍圖像的繪制。

固態(tài)激光雷達的優(yōu)勢是什么？

利用光學相控陣掃描技術(shù)的固態(tài)激光雷達的確有很多優(yōu)勢，例如：

①其結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，無需旋轉(zhuǎn)部件，在結(jié)構(gòu)和尺寸上可以大大壓縮，提高使用壽命并使其成本降低。

②掃描精度高，光學相控陣的掃描精度取決于控制電信號的精度，可以達到千分之一度量級以上。

③可控性好，在允許的角度范圍內(nèi)可以做到任意指向，可以在重點區(qū)域進行高密度的掃描。

④掃描速度快，光學相控陣的掃描速度取決于所用材料的電子學特性，一般都可以達到MHz量級。

海伯森技術(shù)致力于高端智能傳感器的研發(fā)和生產(chǎn)，目前已經(jīng)成功推出了全固態(tài)面陣激光雷達，廣泛應(yīng)用于機器人、工業(yè)自動化、智能交通、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域，未來，海伯森也將繼續(xù)努力，研發(fā)出更多符合市場需求的激光雷達產(chǎn)品。