固態(tài)激光雷達有哪些技術(shù)路線?固態(tài)激光雷達優(yōu)劣介紹

固態(tài)激光雷達是激光雷達中的一種，但很多人對固態(tài)激光雷達并不了解。為增進大家對固態(tài)激光雷達的認識，本文將對固態(tài)激光雷達的技術(shù)路線、固態(tài)激光雷達的優(yōu)劣予以介紹。如果你對固態(tài)激光雷達具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、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。

二、固態(tài)激光雷達的優(yōu)劣

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。

當然固態(tài)激光雷達也同樣存在一些劣勢，如：

①掃描角有限，固態(tài)意味著激光雷達不能進行360度旋轉(zhuǎn)，只能探測前方。因此要實現(xiàn)全方位掃描，需在不同方向布置多個(至少前后兩個)固態(tài)激光雷達

②旁瓣問題，光柵衍射除了中央明紋外還會形成其他明紋，這一問題會讓激光在最大功率方向以外形成旁瓣，分散激光的能量。

③加工難度高，光學相控陣要求陣列單元尺寸必須不大于半個波長，一般目前激光雷達的工作波長均在1微米左右，故陣列單元的尺寸必須不大于500nm。而且陣列密度越高，能量也越集中，這都提高了對加工精度的要求，需要一定的技術(shù)突破。

④接收面大、信噪比差：傳統(tǒng)機械雷達只需要很小的接收窗口，但固態(tài)激光雷達卻需要一整個接收面，因此會引入較多的環(huán)境光噪聲，增加了掃描解析的難度。

總的來說，目前，固態(tài)激光雷達在其本該有的特性上(可靠性強、成本低及測距遠)，市面上現(xiàn)有的雷達產(chǎn)品很難同時滿足，這也決定了固態(tài)激光雷達在短時間內(nèi)是很難被產(chǎn)品化。同時也導(dǎo)致了目前所有固態(tài)雷達公司的交貨日期都在不斷延長。

以上便是此次帶來的固態(tài)激光雷達相關(guān)內(nèi)容，通過本文，希望大家對固態(tài)激光雷達已經(jīng)具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!