激光雷達分辨率獲創(chuàng )紀錄突破！

　　據國外科技媒體allaboutcircuits報道，加州大學(xué)伯克利分校的最新研究利用激光雷達焦平面開(kāi)關(guān)陣列(FPSA)中的微機電系統(MEMS)實(shí)現了創(chuàng )紀錄的分辨。

　　那么他們克服了哪些挑戰才能達到這一記錄的？

　　大多數追求自動(dòng)駕駛汽車(chē)(AV)的公司目前都在一定程度上使用激光雷達。LiDAR已成為一種至關(guān)重要的傳感器，因為它具有遠距離高分辨率的能力，并且不受光照或天氣等環(huán)境條件的影響。

　　然而，LiDAR遠非完美，許多不同形式的LiDAR競相成為該技術(shù)的未來(lái)。

激光雷達技術(shù)和應用示例

　　最近，加州大學(xué)伯克利分校的研究人員發(fā)表了一篇新的研究論文，描述了一種基于MEMS的新型FPSA LiDAR系統，該系統聲稱(chēng)具有令人印象深刻的性能規格。

　　本文將討論FPSA技術(shù)、它面臨的挑戰以及伯克利研究人員如何解決這些問(wèn)題。

FPSA激光雷達

　　追求固態(tài)激光雷達的主要技術(shù)之一是FPSA。

　　FPSA是一種技術(shù)，它通過(guò)使每個(gè)LiDAR像素由單個(gè)光學(xué)天線(xiàn)、熱光移相器或開(kāi)關(guān)組成。這些像素以矩陣形式排列，一次驅動(dòng)一個(gè)像素，其中像素的開(kāi)關(guān)控制向每個(gè)天線(xiàn)的供電。

　　就像相機的光學(xué)系統一樣，FPSA視場(chǎng)(FOV)內的每個(gè)角度都被映射回一個(gè)像素，收集光線(xiàn)并創(chuàng )建照明區域的3D地圖。

焦平面開(kāi)關(guān)陣列光束掃描儀

　　FPSA技術(shù)背后的理念是，通過(guò)一次驅動(dòng)每個(gè)像素，每個(gè)像素都可以接收驅動(dòng)激光器的所有可用功率，這意味著(zhù)更遠的范圍和更高的分辨率。

　　除了范圍和分辨率，FPSA可能是固態(tài)LiDAR的有希望的候選者，因為它們允許在沒(méi)有機械移動(dòng)部件的情況下進(jìn)行電子掃描。

　　此外，少量組件允許將這些像素中的許多像素集成到單個(gè)芯片中。

FPSA LiDAR挑戰

　　FPSA LiDAR雖然提供了許多好處，但也有一個(gè)明顯的缺點(diǎn)：它的規模有限。

　　實(shí)現大規模FPSA LiDAR的主要挑戰是熱光開(kāi)關(guān)易受溫度影響。

　　開(kāi)關(guān)通過(guò)將施加的電場(chǎng)轉換為溫度變化來(lái)工作，從而改變硅波導的折射率。有效折射率有助于控制入射光的方向并有效地將FPSA激光導航到所需的像素。

　　然而，這種方法的缺點(diǎn)是開(kāi)關(guān)非常耗電并且會(huì )產(chǎn)生大量熱量。這個(gè)缺點(diǎn)限制了在單個(gè)FPSA中密集集成許多像素的能力，因為累積的熱量最終會(huì )導致故障。

　　到目前為止，FPSA被限制為最大512像素。

伯克利的MEMS FPSA LiDAR方法

　　為了突破FPSA LiDAR的限制，伯克利的研究人員描述了一種新的FPSA方法，旨在解決上述挑戰。

　　為了回避FSPA LiDAR中的熱挑戰，研究人員選擇使用MEMS開(kāi)關(guān)而不是熱光開(kāi)關(guān)。

　　在此方案中，FSPA陣列通過(guò)以正確方向物理移動(dòng)波導來(lái)選擇給定像素，將所有激光入射光引導至給定像素的天線(xiàn)。該芯片可以通過(guò)切換整個(gè)陣列對其環(huán)境進(jìn)行360度掃描。

制造新的FSPA技術(shù)

　　總而言之，研究人員聲稱(chēng)這種新方法對FPSA LiDAR技術(shù)的好處是巨大的，因為MEMS開(kāi)關(guān)比熱光開(kāi)關(guān)更輕、更小，而且功耗更低。

　　由此產(chǎn)生的設備在1平方厘米的固態(tài)芯片上創(chuàng )建了128x128像素陣列。研究人員聲稱(chēng)，該芯片上的16,348像素遠遠超過(guò)了之前達到的最大數量，使其成為市場(chǎng)上分辨率最高的固態(tài)FPSA芯片。

　　該陣列能夠實(shí)現70度FOV，每個(gè)像素占0.6度。

　　隨著(zhù)越來(lái)越多的研究涌入更新和更好的激光雷達系統和技術(shù)，看看什么被挑選或適應實(shí)際市場(chǎng)使用將會(huì )很有趣。

　　以上內容來(lái)自EETOP，江蘇激光聯(lián)盟陳長(cháng)軍轉載