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十年潜心修行,Leddar超大量光学雷达技术已经吊爆?

时间:07-01 来源:新电子 点击:

影响暗电流。因此,偏置电压一般要根据温度进行调整。

.其他光电探测器

尽管Leddar技术最初开发时计画通过PIN光电二极体或雪崩光电二极体发挥作用,但是这种技术也可以借助具有足够频宽的其它类型光电探测器。

光源

Leddar技术可以使用可见光源或红外光源。任何能生成足够快速脉冲的光源都可以用于Leddar技术,包括发光二极体(LED)、雷射或垂直腔面发射雷射器(VCSEL)。

.发光二极体

对于很多基于Leddar技术的应用来说,发光二极体是一种非常理想的光源。而且LED照明应用的增长促使人们开发了大量的商用光塑形(Light Shaping)元件,如准直器(Collimator)和反光镜。此外,发光二极体价格便宜,可提供各种波长,可被方便地组装到印制电路板上,而且性能极为可靠。不仅如此,还可以方便地设计可确保人眼安全的防护解决方案。

在很多应用中,Leddar技术可以利用一个已经用于照明或发射信号的LED光源。Leddar技术的短测量脉冲(一般小于50ns)可以使人眼察觉不到。而且,Leddar技术不只限于使用单波长的LED,还可以使用特别受到很多智慧照明和汽车应用青睐的白色LED。

Leddar光处理的短测量脉冲和极低的占空比(Duty Cycle),也意味着在大多数情况下,Leddar系统实作时不需要搭配特殊的散热管理。

.雷射

脉冲雷射二极体非常适用于长距离、窄光束的应用。它们是获得最大光密度的理想光源,而且使用小型光学部件就可以完成准直操作。但脉冲雷射二极体的缺点是它们的占空比容许值极低,限制了测量率。而且雷射二极体每瓦特的成本也明显高于LED。不过,对于高功率的应用来说,雷射二极体所要求的光学和电子部件的通光区域和数量也比同等数量的LED要小得多。

最后,雷射产品的监管环境与使用LED的产品相比更为复杂;因此,雷射产品的许可和分销成本会更昂贵。

.垂直腔面发射雷射器

垂直腔面发射雷射器是一种向晶圆上方表面垂直发射光波的雷射二极体,其生产成本要比一般从边缘发射的雷射二极体低得多。它们还可以采取阵列形式。因此,使用垂直腔面发射雷射器,只需花费与LED相似的成本,就可获得与边缘发射雷射二极体不相上下的性能。

但在其他方面,垂直腔面发射雷射与一般雷射大致上是相似的,因此一般雷射的优劣势也会出现在垂直腔面发射雷射器上。

光学部件

由于Leddar是一种光学技术,因此Leddar感测器的视野可透过选择适当的光源和接收光学部件而轻松进行客制化设计。例如使用简单的非球面光学技术,就可以方便地将视野从准直光束扩展到180度。

为了满足某些特定应用的要求,可能还需要开发出更复杂的解决方案。例如汽车辅助驾驶(ADAS)感测器对汽车正前方的区域的探测距离跟解析度要求,通常比对汽车侧面区域来得高。使用Leddar技术,可以很容易解决这个问题(图8)。


图8 由多元件平台产生的宽光束及不同探测区域示例

Leddar技术具备显着性能优势

Leddar光学飞行时间感测技术的第一个优势是其高距离功率比。与其他光学飞行时间技术相比,它可以用同等光量探测到更远的距离。

根据不同的目标应用,这个优势可以很多不同方式体现出来。例如使用等量的光输出探测到更远的距离;或使用更低的光输出,探测到相似的距离。

另一个促成Leddar高距离功率比的途径是使用漫射光源,而不使用准直光源。在这种情况下,每个探测元件都可以覆盖很大的区域。因此对于某些特定应用,使用简单的光学部件就可以自行定义发射和接收的模式。

Leddar技术的第二个优势是其在能见度极低的条件下探测目标的能力。由于每次测量都由几百个、甚至几千个离散光脉冲构成,因此这种技术在雨、雪、沙尘的环境条件下进行可靠测量的可能性非常高。在使用漫射光源时,尤其如此。

最后,Leddar技术的第三个优势是其使用单个探测器元件分辨多个目标的能力。这个优势再次通过使用漫射光源而充分体现:微小的物体不会完全占据视野,而且还可以同时测量到背景物体的距离。对于很多应用来说,同时探测多个目标的能力是这种技术重要的附加价值,也让该技术有更强的通用性。即使单元件感测器也可以具有高度的空间意识。

Leddar技术已臻成熟 商用前景亮丽

经过10年来的潜心研发,Leddar技术如今已经发展得相当成熟,可以应用在各种商用解决方案中。Leddar技术具备开发商和整合商在发展超大量光学雷达应用时对感测器的主要要求:小尺寸、低成本、低功耗、可靠性高、坚固耐用、适应性强。

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