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要一束激光光源通过一面MEMS微振镜来反射激光器的光束

发布时间:2023/6/25 22:46:30 访问次数:116

要提高信噪比,最简单有效的方法是提高接收信号光功率和量子效率。激光雷达按光学扫描器目前可以分为三大类,一类是旋转型机械激光雷达,包括360度旋转和反射镜往复的Scala,是目前最常见最成熟的激光雷达。第二类是MEMS激光雷达。第三类是 Flash 激光雷达,Flash 激光雷达实际是 2D/3D 焦平面(FPA)摄像机,也就是手机和平板领域大量使用的 ToF 相机,两者完全一样,只是有效距离差很多。

Flash 激光雷达全半导体构成,与目前传统摄像头几乎没有差别,因此前途远大,但近期内落地较难,因为目前 VCSEL 的效率和指向性,让 Flash 激光雷达有效距离和分辨率都不及前两类,顺便要说一下,前两类激光雷达输出的是点云,Flash 激光雷达输出的是 3D 图像,当然也可以输出点云。目前高性能 Flash激光雷达主要是IBEO和OUSTER。都对 Beam 做了调整,不是单一 Beam 而是 Multi-Beam。

MEMS 是目前最快落地的方案,和机械激光雷达相比,其优势有三,首先 MEMS 微振镜帮助激光雷达摆脱了笨重的马达、多棱镜等机械运动装置,毫米级尺寸的微振镜大大减少了激光雷达的尺寸,提高了可靠性。

MEMS 微振镜的引入可以减少激光器和探测器数量,极大地降低成本。传统的机械式激光雷达要实现多少线束,就需要多少组发射模块与接收模块。而采用二维 MEMS 微振镜,仅需要一束激光光源,通过一面 MEMS 微振镜来反射激光器的光束,两者采用微秒级的频率协同工作,通过探测器接收后达到对目标物体进行 3D 扫描的目的。

如果采用进口的激光器(典型的如 Excelitas 的 LD)和探测器(典型的如滨松的 PD),1K 数量下每线激光雷达的成本大约 200 美元,国产如常用的长春光机所激光器价格能低一些。MEMS 理论上可以做到其 1/16 的成本。

福建芯鸿科技有限公司http://xhkjgs.51dzw.com

分辨率MEMS 振镜可以精确控制偏转角度,而不像机械激光雷达那样只能调整马达转速。像 Velodyne 的 Velarray 每秒单次回波点达 200 万个,而 Velodyne 的 128 线激光雷达也不过 240 万个,Velarray 几乎相当于 106 线机械激光雷达。

缺点就是信噪比和有效距离及 FOV 太窄。因为 MEMS 只用一组发射激光和接收装置,那么信号光功率必定远低于机械激光雷达。

扫描系统分辨率由镜面尺寸与最大偏转角度的乘积共同决定,镜面尺寸与偏转角度是矛盾的,镜面尺寸越大,偏转角度就越小。而镜面尺寸越大,分辨率就越高。最后 MEMS 振镜的成本和尺寸也是正比,目前 MEMS 振镜最大尺寸是 Mirrorcle,可达 7.5 毫米,售价高达 1199 美元。速腾投资的希景科技开发的 MEMS 微振镜镜面直径为 5mm,已经进入量产阶段;禾赛科技的 PandarGT 3.0 中用到的 MEMS 微振镜则是由自研团队提供。


(素材来源:eccn和ttic.如涉版权请联系删除。特别感谢)

要提高信噪比,最简单有效的方法是提高接收信号光功率和量子效率。激光雷达按光学扫描器目前可以分为三大类,一类是旋转型机械激光雷达,包括360度旋转和反射镜往复的Scala,是目前最常见最成熟的激光雷达。第二类是MEMS激光雷达。第三类是 Flash 激光雷达,Flash 激光雷达实际是 2D/3D 焦平面(FPA)摄像机,也就是手机和平板领域大量使用的 ToF 相机,两者完全一样,只是有效距离差很多。

Flash 激光雷达全半导体构成,与目前传统摄像头几乎没有差别,因此前途远大,但近期内落地较难,因为目前 VCSEL 的效率和指向性,让 Flash 激光雷达有效距离和分辨率都不及前两类,顺便要说一下,前两类激光雷达输出的是点云,Flash 激光雷达输出的是 3D 图像,当然也可以输出点云。目前高性能 Flash激光雷达主要是IBEO和OUSTER。都对 Beam 做了调整,不是单一 Beam 而是 Multi-Beam。

MEMS 是目前最快落地的方案,和机械激光雷达相比,其优势有三,首先 MEMS 微振镜帮助激光雷达摆脱了笨重的马达、多棱镜等机械运动装置,毫米级尺寸的微振镜大大减少了激光雷达的尺寸,提高了可靠性。

MEMS 微振镜的引入可以减少激光器和探测器数量,极大地降低成本。传统的机械式激光雷达要实现多少线束,就需要多少组发射模块与接收模块。而采用二维 MEMS 微振镜,仅需要一束激光光源,通过一面 MEMS 微振镜来反射激光器的光束,两者采用微秒级的频率协同工作,通过探测器接收后达到对目标物体进行 3D 扫描的目的。

如果采用进口的激光器(典型的如 Excelitas 的 LD)和探测器(典型的如滨松的 PD),1K 数量下每线激光雷达的成本大约 200 美元,国产如常用的长春光机所激光器价格能低一些。MEMS 理论上可以做到其 1/16 的成本。

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分辨率MEMS 振镜可以精确控制偏转角度,而不像机械激光雷达那样只能调整马达转速。像 Velodyne 的 Velarray 每秒单次回波点达 200 万个,而 Velodyne 的 128 线激光雷达也不过 240 万个,Velarray 几乎相当于 106 线机械激光雷达。

缺点就是信噪比和有效距离及 FOV 太窄。因为 MEMS 只用一组发射激光和接收装置,那么信号光功率必定远低于机械激光雷达。

扫描系统分辨率由镜面尺寸与最大偏转角度的乘积共同决定,镜面尺寸与偏转角度是矛盾的,镜面尺寸越大,偏转角度就越小。而镜面尺寸越大,分辨率就越高。最后 MEMS 振镜的成本和尺寸也是正比,目前 MEMS 振镜最大尺寸是 Mirrorcle,可达 7.5 毫米,售价高达 1199 美元。速腾投资的希景科技开发的 MEMS 微振镜镜面直径为 5mm,已经进入量产阶段;禾赛科技的 PandarGT 3.0 中用到的 MEMS 微振镜则是由自研团队提供。


(素材来源:eccn和ttic.如涉版权请联系删除。特别感谢)

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