激光雷达未来发展方向
理论上来说,固态激光雷达是完全没有移动部件的雷达,光相控阵(Optical Phased Array)及Flash是其典型技术路线,也被认为是纯固态激光雷达方案。但近年来,一些非完全旋转的激光雷达也被统称为“固态激光雷达”,它们具备了固态激光雷达很多的性能特点,如分辨率高、有限水平FOV(前向而不是360°)等,但这些技术方案会有一些微小的移动部件,从严格意义上来说不能算纯固态激光雷达。
光学相控阵激光雷达(OPA)
很多Lidar使用OPA(Optical Phased Array)光学相控阵技术。OPA运用相干原理,采用多个光源组成阵列,通过调节发射阵列中每个发射单元的相位差,来控制输出的激光束的方向。OPA激光雷达完全是由电信号控制扫描方向,能够动态地调节扫描角度范围,对目标区域进行全局扫描或者某一区域的局部精细化扫描,一个激光雷达就可能覆盖近/中/远距离的目标探测。
激光雷达
激光雷达分为机械式激光雷达、混合固态激光雷达和固态激光雷达。机械式激光雷达以一定的速度旋转,在水平方向采用机械 360°旋转扫描,在垂直方向采用定向分布式扫描以搜集动态信息;混合固态激光雷达 MEMS(微机电系统)微镜把所有的机械部件集成到单个芯片上,利用半导体工艺生产,不需要机械式旋转电机,而是以电的方式来控制光束;固态激光雷达分为 OPA 固态激光雷达和 Flash 固态激光雷达,其中 OPA技术原理与相控阵雷达类似,它由元件阵列组成,通过控制每个元件发射光的相位和振幅来控制光束,无需任何机械部件;Flash 面阵式激光雷达不同于以上三种逐点扫描的模式,它利用激光器同时照亮整个场景,对场景进行光覆盖,一次性实现全局成像。
机械式激光雷达
机械式激光雷达指发射和接收系统通过不断旋转发射头,将发出的激光从线变成面,并在竖直方向上排布多束激光,形成多个面,进而达到动态3D扫描并连续接收信息的目的。机械式激光雷达作为在自动驾驶车辆上先应用的激光雷达产品,具有扫描速度快、接收视场大、可承受较高的激光功率等优点;但也具有结构笨重、重量和体积较大、装调工作复杂、价格高等缺点。
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