侵权投诉
当前位置:

OFweek传感器网

光学传感

正文

选择固态LiDAR还是机械LiDAR?

导读: Velodyne在2000年代中期发明了现代3D(三维)LiDAR(激光雷达)扫描仪。但近年来,传统观念认为,Velodyne的设计(将64个激光器安装于一个旋转平台)很快将被新一代固态LiDAR传感器淘汰,这类固态传感器仅使用单个固定激光器进行场景扫描。

选择固态LiDAR还是机械LiDAR?

Ouster激光雷达OS-1(左)和OS-2(中)

Velodyne在2000年代中期发明了现代3D(三维)LiDAR(激光雷达)扫描仪。但近年来,传统观念认为,Velodyne的设计(将64个激光器安装于一个旋转平台)很快将被新一代固态LiDAR传感器淘汰,这类固态传感器仅使用单个固定激光器进行场景扫描。

但是一家名为Ouster的创业公司正试图挑战这一观点,正以极具竞争力的价格销售类似Velodyne的旋转式机械LiDAR。近期,我们有幸与Ouster首席执行官Angus Pacala进行了对话,他对旋转式和固态LiDAR之间的优劣权衡有着独到的专业见解,因为Pacala之前曾是固态LiDAR最著名的创业公司——Quanergy的联合创始人。

在我们的谈话中,Pacala拒绝了评价其前任公司。但行动胜于雄辩。我们可以认为,作为Quanergy的联合创始人,Pacala肯定非常了解固态LiDAR技术的优缺点。而当他决定创建另一家LiDAR公司时,他决定不再做固态LiDAR,这或许能说明一些问题。

“固态LiDAR”实际上是一类涵盖几种非旋转式机械LiDAR设计的总称。主要可分为三种技术方案:一种为MEMS(微机电系统)方案,采用微型MEMS扫描镜来控制激光束;另一种,采用称为光学相控阵的技术来控制激光束,而无需任何运动部件;第三种,则被称为泛光(Flash)成像LiDAR,无需光束转向,只需一次闪光即可照明整个场景,再通过类似于数码相机的二维阵列图像传感器探测返射回来的光线。

Pacala此前创办的Quanergy虽然没有详细公开解释其技术细节,但是根据报道判断,该公司主要采用的是光学相控阵方案。

由于很微小或没有移动部件,所有这三种设计方案都可能带来更坚固、更经济的LiDAR传感器。从长远来看,业内倡导将几乎所有的电子器件(包括激光器本身、光束控制电路、检测器和运算支持)都集成封装在一起。因而,未来消费类产品中的固态LiDAR很可能将不像旋转式机械LiDAR那样,必须突兀地安装在汽车顶部才能正常工作。

这在理论上听起来不错,Pacala在2012年联合创立Quanergy公司时大概也是这么认为的。但是,后来他显然改变了想法,因为他的第二次LiDAR创业,采用了更传统的旋转式机械LiDAR方案。

旋转式机械LiDAR有其独特优势

Pacala指出了传统旋转式机械LiDAR设计的几大优势。其中,最明显的优势是其360°视场。 我们可以在汽车顶部固定安装一个激光雷达,从而360°地感知汽车周围的情况。相比之下,固态LiDAR需要固定在某些适当的位置(例如车身前后方或四角),视场角一般在120°或以内。因此,自动驾驶汽车采用固态LiDAR传感器,至少需要4台才能达到跟旋转式机械LiDAR一样的覆盖范围。

另一个不太明显的优势是,人眼安全法规允许运动的激光源发射比固定激光源更高的功率。

据Pacala介绍,所有1级安全系统的设计必须确保人员不眨眼直视激光设备数秒钟,仍然不会受到伤害。

当采用固态扫描单元时,如果人眼处于激光扫描器几英寸的地方,可能会导致100%的激光射入眼内。但是如果采用旋转式LiDAR传感器时,激光只集中于某个特定的方向,只有360°旋转的一小部分。因此,旋转式LiDAR可以为每个激光脉冲提供更高的功率,而不会造成眼睛损伤。这样可以更容易地检测到返射光,因此在可预见的未来,旋转式LiDAR单元可能要比固态LiDAR单元具有更大的探测范围优势。

选择固态LiDAR还是机械LiDAR?

上图为谷歌早期的自动驾驶原型车。车顶有一个巨大的旋转式LiDAR传感器,前翼子板上有个黑色的雷达(共4个),后轮上安装有“车轮编码器”,车内还有视频摄像头。这款原型车装配的各类传感器总价高达15万美元

同时,大部分领先的固态LiDAR设计,都面临着“远距离探测”这个显著的挑战。

MEMS系统中的微型扫描镜能投射的激光量有限。这使得远处物体反射激光束并被探测的难度很大。光学相控阵方案相对于其它技术,产生的光束发散性更大,因此很难兼顾长距离、高分辨率和宽视场。

而对于泛光成像LiDAR,每次发射的光线会散布在整个视场内,这意味着只有一小部分激光会投射到某些特定点。此外,光电探测器阵列中的每个像素都必须非常小,限制了它可以捕捉的反射光量。

“固态LiDAR方案挑战很大,” Pacala表示。他提出,传统旋转式LiDAR技术拥有独特的优势,在接下来的十年将继续保持一定的市场地位,尤其是在高端市场。

1  2  下一页>  
声明: 本文系OFweek根据授权转载自其它媒体或授权刊载,目的在于信息传递,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,如有新闻稿件和图片作品的内容、版权以及其它问题的,请联系我们。

我来说两句

(共0条评论,0人参与)

请输入评论

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码:

粤公网安备 44030502002758号