?固態激光雷達工作原理？

固態激光雷達工作原理？海伯森專業介紹

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

固態激光雷達工作原理

固態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，從無限遠處發射的紅外線經過光學系統成像在系統焦平面的這些感光元件上，探測器將接受到光信號轉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，最終送達監視系統形成圖像。

固態激光雷達形成的三種技術路線

經過多年的發展，固態激光雷達的基本框架已經比較清晰了，以下是目前主流的三種方案。

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

MEMS指代的是將機械機構進行微型化、電子化的設計，將原本體積較大的機械結構通過微電子工藝集成在硅基芯片上，進行大規模生產。技術成熟，完全可以量產。主要是通過MEMS微鏡來實現垂直方面的一維掃描，整機360度水平旋轉來完成水平掃描，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

相比其他技術方案，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，主光束便可以實現對不同方向的掃描。雷達精度可以做到毫米級，且順應了未來激光雷達固態化、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測量的點云數據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，而是短時間直接發射出一大片覆蓋探測區域的激光，再以高度靈敏的接收器，來完成對環境周圍圖像的繪制。

固態激光雷達的優勢是什么？

利用光學相控陣掃描技術的固態激光雷達的確有很多優勢，例如：

①其結構簡單，尺寸小，無需旋轉部件，在結構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可以做到任意指向，可以在重點區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。

海伯森技術致力于高端智能傳感器的研發和生產，目前已經成功推出了全固態面陣激光雷達，廣泛應用于機器人、工業自動化、智能交通、物聯網等領域，未來，海伯森也將繼續努力，研發出更多符合市場需求的激光雷達產品。