四川机载激光雷达结构

自动驾驶车辆对于前向的探测精细度要求极高， 车辆在向前行驶时必须能够精细探测并识别出前方物体的类型、距离、方位、速度维度的信息，任何误报或漏报都有可能直接导致事故的发生。激光雷达通过对周围环境扫描能够形成3D图像模型，每秒能够在横向120°视场范围生成百万级的点云量，其点云密度足够满足各级别自动驾驶的感知需求。4D毫米波雷达虽然同样具有成像功能，但是在点云密度和质量上仍然无法与激光雷达性能媲美，也较难满足高级别自动驾驶的感知需求。4D毫米波雷达的水平纵向分辨率通常在1°以上，例如大陆ARS540雷达分辨率为1.2°×2.3°。目前，半导体泵浦固体激光器的许多工程应用问题已经得到解决，是应用前景比较好、发展**快的一种激光器。四川机载激光雷达结构

机械式激光雷达通常包括多个激光光源垂直排列形成线阵，通过硬件的机械式旋转，改变激光的出射方向，从而实现对整个外部环境的三维空间扫描。混合式激光雷达通过MEMS振镜旋转完成激光扫描,该振镜通过振镜和微机电系统（MEMS）结合形成，一般称为MEMS激光雷达。全固态激光雷达则完全取消了机械式扫描结构，而是完全通过电子的方式来完成水平和垂直方向上的扫描，其内部结构没有任何的运动部件，在运动过程中，可靠性高、耐持久性强，这样的方式也缩小了激光雷达的体积并且价格低廉，随着技术的发展成熟有望成为自动驾驶的标配。成都三维激光雷达公司利用激光雷达可以探测气溶胶、云粒子的分布、大气成分和风场的垂直廓线，对主要污染源可以进行有效监控。

在众多机械激光雷达中，电动光学机械扫描仪是比较常见的激光雷达扫描仪类型。2007年，激光雷达技术的先驱Velodyne公司发布了一款64波束旋转扫描器，这款扫描器显然在早期塑造并主导了自动驾驶汽车行业。这种扫描器明显的优点是测距距离长，水平视场宽，扫描速度快。大多数这种类型的传感器都有几个发射-接收通道，这些通道垂直堆叠，由电机旋转，形成360°视场。尽管由此产生的点云能够对车辆周围的物体进行高质量的检测，但这种扫描器类型仍有几个缺点：高功耗，易受振动和机械冲击，庞大的包装，在大多数情况下，价格非常高。此外，由于垂直堆叠激光LEDs的数量有限，它们的垂直分辨率有限。然而，世界上有几家公司致力于减轻这些缺点，同时保持这类传感器能够产生的高质量点云。

在自动驾驶领域，除了主激光雷达外，还有不少定位补盲的广角短距激光雷达。这类产品的探测距离虽然比主激光雷达要近，但能提供更广的垂直视场角度，对于补盲这件事来说，有着更强的针对性。而在ADAS市场，目前还没有这样的产品能量产上车。禾赛发布了一款纯固态超广角近距补盲激光雷达FT120。关于这款激光雷达的特别之处，可以划几个重点。首先就是“纯固态”。从定义上来说，纯固态激光雷达，要求内部没有任何运动部件，目前市面上绝大多数产品，也只能算是“半固态”。固态激光雷达虽然拥有体积小、寿命高、成本低的优势，但从目前的技术水平而言，纯固态激光雷达无法达到测远，因此尚无法代替半固态或机械式激光雷达。激光雷达的回波信号电路主要包括放大电路和阈值检测电路。

EEL 进一步分为 FP/DFB/EML 三类，应用场景相异。FP、DFB 为两个器件，通过 控制电流的有无来调制信息输出激光，故被称为直接调制激光器芯片（DML）。在 DML 中，FP 激光器诞生较早，主要用于低速率短距离传输；DFB 在 FP 激光器的基础上发展 而来，采用光栅滤光器件实现单纵模输出，主要用于高速中长距离传输。DML 通过调 制注入电流来实现信号调制，然而注入电流的大小会改变激光器有源区的折射率，造成 波长漂移（啁啾）从而产生色散，限制了传输距离；同时，DML 带宽有限，调制电流大 时激光器容易饱和，难以实现较高的消光比。 电吸收调制激光器芯片（EML）较好地缓解了啁啾色散问题，它由 EAM 电吸收调制器与 DFB 激光器集成而来，信号传输质量高，易实现高速率长距离的传输，不过价 格与能耗相对较高。采用距离-多普勒成像技术可以得到运动目标的高分辨率的清晰图象。大角度测量激光雷达企业

通过这四种技术的集成可以快速的完成地面三维空间地理信息的采集，经过处理可得到具有坐标信息的影像数据。四川机载激光雷达结构

尽管当下看来，4D毫米波雷达成为各车企的“心头肉”，但其发展仍然存在着诸多挑战。有业内人士指出，4D成像毫米波雷达主要是依靠增加芯片、天线等硬件来实现立体成像、提高角分辨率等功能，但同时也会因为天线太多的问题，导致之间互相干扰，噪声很大。而且，从分辨率来看，目前4D毫米波雷的水平角分辨率多为1°，而激光雷达的水平角分辨率可达到0.1°，4D毫米波雷达只能达到一些低端激光雷达的效果。因此，从某种程度上来说，4D毫米波雷达并不能完完全全取代激光雷达，只能说两者是互补关系，各有优缺点，二者未来发展如何，还需要市场的考量。四川机载激光雷达结构

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