混合固態(tài)激光雷達(dá)

激光雷達(dá)已成為自動駕駛的關(guān)鍵傳感器之一。市場上也有很多產(chǎn)品選擇。然而，有一些關(guān)于激光雷達(dá)的說法，但非人士很難區(qū)分這些陳述。關(guān)于激光雷達(dá)的“謠言”將引起讀者的關(guān)注。

激光雷達(dá)是一種非常高科技的設(shè)備：

激光雷達(dá)是在20世紀(jì)60年代早期發(fā)明脈沖激光后不久發(fā)明的。原理很簡單。就像蝙蝠根據(jù)物體反射的聲波測量物體的距離一樣，激光雷達(dá)只是用光波取代聲波。

激光雷達(dá)的作用是發(fā)射脈沖并測量從物體反射回來的時間。由于光速是恒定的，因此通過測量光波的飛行時間很容易計算距離。

混合固態(tài)激光雷達(dá)

一種是OPA光學(xué)相控陣方案，通過調(diào)節(jié)發(fā)射陣列中的每個發(fā)射單元的相對差來改變激光的射出角度，采用相控陣原理來完全取消機械結(jié)構(gòu)。

第二種是Flash激光雷達(dá)，采用類似相機的工作模式，感光元件中的每個像素點都可以記錄光子飛出的時間信息，運行時直接發(fā)射出一大片覆蓋探測區(qū)域的激光，隨后由高靈敏度的接收qi陣列計算每個像素對應(yīng)的距離信息，從而完成對周圍環(huán)境的繪制。

第三種是MEMS微振鏡激光雷達(dá)，通過電流控制微鏡旋轉(zhuǎn)和側(cè)轉(zhuǎn)來完成激光掃描。但遺憾的是固態(tài)激光雷達(dá)的技術(shù)路徑雖然很好，但是目前仍然沒有SOP量產(chǎn)供貨的案例。技術(shù)比較成熟的是被看做是下一代激光雷達(dá)的MEMS微振鏡方案，但是由于其核心部件也就是微振鏡，它本身是由非常細(xì)小的懸臂梁來固定和控制的，所以說非常脆弱，在可靠性和成本上就被打上了問號。而且也因為這個原因，MEMS方案也被部分廠商看作是一種混合固態(tài)方案。

激光雷達(dá)基本原理

激光雷達(dá)可以高精度、高準(zhǔn)確度地獲取目標(biāo)的距離、速度等信息或者實現(xiàn)目標(biāo)成像。如圖1所示是激光雷達(dá)的發(fā)射和接收在同一系統(tǒng)中的工作原理。激光通過掃描器單元形成光束角度偏轉(zhuǎn)，光束與目標(biāo)作用形成反射/散射的回波。當(dāng)接收端工作時，可產(chǎn)生原路返回的回波信號光子到達(dá)接收qi，接收端通過光電探測器形成信號接收，經(jīng)過信號處理得到目標(biāo)的距離、速度等信息或?qū)崿F(xiàn)三維成像?？梢?，光束掃描器和探測系統(tǒng)的實現(xiàn)方式便是研究重點，需求從機械式向小型化全固態(tài)方向發(fā)展。

固態(tài)激光雷達(dá)

固態(tài)激光雷達(dá)有很多優(yōu)勢，首先其結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小，由于不需要旋轉(zhuǎn)部件，可以大大壓縮雷達(dá)的結(jié)構(gòu)和尺寸，提高使用壽命，并降低成本。其次，機械式激光雷達(dá)由于光學(xué)結(jié)構(gòu)固定，適配不同車輛往往需要精密調(diào)節(jié)其位置和角度，固態(tài)激光雷達(dá)可以通過軟件進(jìn)行調(diào)節(jié)，大大降低了標(biāo)定的難度，加快掃描速度快與精度。

不過固態(tài)激光雷達(dá)也有它相應(yīng)的缺點，固態(tài)意味著激光雷達(dá)不能進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)，只能探測前方。因此要實現(xiàn)掃描，需在不同方向布置多個固態(tài)激光雷達(dá)。另外，固態(tài)激光雷達(dá)依然無法解決氣候下，無法施展性能的弊端。如果與全天候工作的毫米波雷達(dá)相結(jié)合的話，必然可以大大提升自動駕駛汽車的探測性能。