高精度固态激光雷达可靠性强承诺守信「多图」

激光雷达分类

激光雷达按工作方式可分为脉冲激光雷达和连续波激光雷达，根据探测技术的不同，可以分为：直接探测型激光雷达和相干探测型激光雷达，按应用范围可分为：靶场测量激光雷达火控激光雷达跟踪识别激光雷达（制导、预警、水下目标探测），激光雷达引导（航天器交汇对接、障碍物回避）、大气测量激光雷达（云层高度、大气能见度、风速、大气中物质的成分和含量）。激光雷达的主要应用于跟踪，成像制导，三维视觉系统，测风，大气环境监测，主动遥感等方向。

固态激光雷达

①扫描角有限，固态意味着激光雷达不能进行 360 度旋转，只能探测前方。因此要实现扫描，需在不同方向布置多个(至少前后两个)固态激光雷达。

②旁瓣问题，光栅衍射除了中央明纹外还会形成其他明纹，这一问题会让激光在大功率方向以外形成旁瓣，分散激光的能量。

③加工难度高，光学相控阵要求阵列单元尺寸必须不大于半个波长，一般目前激光雷达的工作波长均在 1 微米左右，故阵列单元的尺寸必须不大于 500nm。而且阵列密度越高，能量也越集中，这都提高了对加工精度的要求，需要一定的技术突破。

④接收面大、信噪比差：传统机械雷达只需要很小的接收窗口，但固态激光雷达却需要一整个接收面，因此会引入较多的环境光噪声，增加了扫描解析的难度。

MEMS

MEMS振镜用于激光雷达系统，需要具备大孔径以满足激光雷达分辨力等需求。静电驱动7mm直径尺寸的双轴可偏转MEMS振镜，采用简单易行的飞行时间（time of flight，TOF）的测距方法，测量了距离0.5m至80m的目标，视场角30°，扫描频率550Hz。如图5所示，为进一步提高LiDAR光学口径，采用2×7的微振镜阵列，等效综合口径334mm，填充因子80%，其中发射端信号是一维扫描的强度调制连续波，接收端是大孔径的振镜组，扫描角度60°，扫描频率250Hz。单个微振镜可以做到20mm的直径尺寸，实验验证在两个轴上均可以达到7.2°的光束扫描角度，压电驱动MEMS的谐振频率在1kHz左右，100W的激光能量没有对MEMS镜面产生破坏。