MEMS激光雷达模组,光学相控阵式(OPA),相控阵发射器由若干发射接收单元组成阵列,通过改变加载在不同单元的电压,进而改变不同单元发射光波特性,实现对每个单元光波的单独控制,通过调节从每个相控单元辐射出的光波之间的相位关系,在设定方向上产生互相加强的干涉从而实现强度高光束,而其他方向上从各个单元射出的光波彼此相消。组成相控阵的各相控单元在程序的控制下可使一束或多束强度高光束按设计指向实现空域扫描。但光学相控阵的制造工艺难度较大,这是由于要求阵列单元尺寸必需不大于半个波长,普通目前激光雷达的任务波长均在1微米左右,这就意味着阵列单元的尺寸必需不大于500纳米。而且阵列数越多,阵列单元的尺寸越小,能量越往主瓣集中,这就对加工精度要求更高。此外,材料选择也是十分关键的要素。工业生产里激光雷达检测产品缺陷,高效保证产品质量。湖北无人矿车激光雷达

应用层面,目前暂无车规级量产案例,OPA方案的表示企业为Quanergy。2021年8月,Quanergy对其OPA固达态激光雷达S3系列完成驾驶实测演示。测试结果显示,S3系列固态激光雷达可以提供超过10万小时的平均无故障时间(MTBF),在全光照下实现100米的探测性能,大规模量产后的目标价格为500美元。由于结构简单,Flash闪光激光雷达是目前纯固态激光雷达较主流的技术方案。但是由于短时间内发射大面积的激光,因此在探测精度和探测距离上会受到较大的影响,主要用于较低速的无人驾驶车辆,例如无人外卖车、无人物流车等,对探测距离要求较低的自动驾驶解决方案中。深圳livox激光雷达正规激光雷达的实时性使其成为智能交通系统的重要组成部分。

当前所面临的挑战在于如何区分来自周边其他LiDAR设备的信号,而各种信号调制和隔离方法也正在积极研发中。LiDAR系统的成本和维护——这类系统相比一些替代技术所使用的传感器类型更加昂贵,当然持续不断的开发工作也在积极进行,为满足其大规模使用的需要而开发生产成本更低的系统。抑制非目标对象的回波——类似于抑制之前提到的大气虚假信号。但是这也可能会出现在空气质量良好的情况下。应对这一挑战通常涉及在不同的目标距离处,以及在LiDAR接收器的视场范围之内使光束尺寸尽可能更小。
辅助驾驶,在目前的L2/L3级高级辅助驾驶中,激光雷达可覆盖前向视场(水平视场角覆盖60°到120°)以实现自动跟车或者高速自适应巡航等功能。通过发射信号和反射信号的对比,构建出点云图,从而实现诸如目标距离、方位、速度、姿态、形状等信息的探测和识别。除了传统的障碍物检测以外,激光雷达还可以应用于车道线检测。优点在于测距远、精度高,获取信息丰富,抗源干扰能力强。自动驾驶,未来,L4/L5级无人驾驶应用的实现,有赖于激光雷达提供的感知信息。激光雷达是一种可以扫描周围环境并生成三维图像的传感器。它可以被用于识别障碍物、构建地图和定位车辆等应用场景。该级别应用需要面对复杂多变的行驶环境,对激光雷达性能水平要求较高,在要求360°水平扫描范围的同时,对于低反射率物体的较远测距能力需要达到200m,且需要更高的线数以及更密的点云分辨率;同时为了减少噪点还需要激光雷达具有抵抗同环境中其他激光雷达干扰的能力。激光雷达能够快速捕获运动目标的动态信息。

半固态—MEMS式激光雷达,MEMS全称Micro-Electro-Mechanical System(微机电系统),是将原本激光雷达的机械结构通过微电子技术集成到硅基芯片上。本质上而言MEMS激光雷达并没有做到完全取消机械结构,所以它是一种半固态激光雷达。工作原理,MEMS在硅基芯片上集成了体积十分精巧的微振镜,其主要结构是尺寸很小的悬臂梁——通过控制微小的镜面平动和扭转往复运动,将激光管反射到不同的角度完成扫描,而激光发生器本身固定不动。其次,MEMS的振动角度有限导致视场角比较小(小于120度),同时受限于MEMS微振镜的镜面尺寸,传统MEMS技术的有效探测距离只有50米,FOV角度只能达到30度,多用于近距离补盲或者前向探测。激光雷达在机器人避障中发挥了关键作用。深圳多线激光雷达厂家
管道检测使用激光雷达探查内部,预防泄漏等事故。湖北无人矿车激光雷达
MEMS:MEMS激光雷达通过“振动”调整激光反射角度,实现扫描,激光发射器固定不动,但很考验接收器的能力,而且寿命同样是行业内的重大挑战。支撑振镜的悬臂梁角度有限,覆盖面很小,所以需要多个雷达进行共同拼接才能实现大视角覆盖,这就会在每个激光雷达扫描的边缘出现不均匀的畸变与重叠,不利于算法处理。另外,悬臂梁很细,机械寿命也有待进一步提升。振镜+转镜:在转镜的基础上加入振镜,转镜负责横向,振镜负责纵向,满足更宽泛的扫射角度,频率更高价格相比前两者更贵,但同样面临寿命问题。湖北无人矿车激光雷达