弗劳恩霍夫光子微系统研究所开发出新型微扫描镜配合激光雷达助力自动驾驶
江苏激光联盟导读：
据悉，来自弗劳恩霍夫光子微系统研究所IPMS的研究人员开发出新型微扫描镜可对车辆周围环境进行范围超过200米3D扫描，这将对自动驾驶的安全性做出重要贡献。
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在自动驾驶汽车中，先进的技术带动了车轮，使乘客可以坐下来欣赏旅程。然而，这样的系统必须满足严格的安全标准。例如，自动驾驶汽车必须能够识别障碍物和其他危险，并在紧急情况下刹车。这种车辆可以配备弗劳恩霍夫光子微系统研究所IPMS的新型微扫描镜。这将对车辆周围环境进行3D扫描，扫描范围超过200米。当集成到LiDAR系统中时，它可以消除对人类视觉的需求，从而对自动驾驶的安全性做出重要贡献。
当今的车辆已经具有各种先进的驾驶员辅助系统。未来几年，将必须在新车辆中安装应急系统，例如规避转向，从而为自动驾驶的出现铺平了道路。然而，即使在下一代汽车中，仍将期望人类注意周围环境并在危险情况下作出反应。但是，随着LiDAR（光检测和测距）系统的引入，这可能会发生改变，该系统可以测量车辆与其他物体之间的距离。这样的系统能够扫描周围区域以发现潜在危险，从而代替人眼。因此，它们标志着迈向安全自动驾驶的决定性一步。
如何定义LiDAR？首先，它代表光检测和测距。以脉冲激光的形式使用光来测量可变距离。据美国国家海洋服务局解释：激光雷达仪器主要由激光、扫描仪和专用GPS接收器组成。
在德累斯顿Fraunhofer IPMS的一组研究人员现已开发出一种新型的微扫描仪镜，该镜构成了能够进行3D数字视觉的LiDAR系统的关键要素。该组件用于控制产生周围区域3D扫描的激光。AEye是自动驾驶汽车LiDAR系统的专家，已经在其4Sight LiDAR传感器中使用了微扫描仪镜
【弗劳恩霍夫光子微系统研究所开发出新型微扫描镜配合激光雷达助力自动驾驶】
2020年6月9日，人工感知先驱AEye宣布推出4Sight,这是一种在其独特的iDAR平台上建立的突破性新型传感器雷达。4Sight在重新定义LiDAR性能的同时，为下一代LiDAR传感器和智能机器人视觉系统建立了基准。4Sight提供了这三个方面的性能，即性能，可靠性和价格，这打破了先前的假设，高性能1550nm远程LiDAR不能同时实现固态可靠性和低成本。
Fraunhofer IPMS研究助理Jan Grahmann博士表示，通过他们的技术平台能够满足适用于LiDAR的新型微扫描仪的设计规格要求说。LiDAR系统能够在三个维度上扫描周围的区域，从而检测行人，骑自行车的人或其他车辆。他们的MEMS反射镜将激光束分为两个维度，并将光聚焦在被测物体上。反射光的飞行，也可以将到物体的距离确定为三维。
该过程如下：来自激光二极管或其他激光源的光被导向安装在LiDAR系统的发射器中的微扫描仪镜。镜子以二维方式扫描周围的区域。为了确定三维尺寸，从物体反射的光由LiDAR传感器捕获。在此适用以下条件：传感器捕获的光越多，可以更准确地确定到物体的距离。这是由评估算法执行的任务。到车辆周围环境中每个扫描位置的距离会生成一个3D点云，该点云代表LiDAR视野。
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MEMS扫描仪由单晶硅制成，这种材料具有多种优势：它不仅坚固耐用，可以抵御材料疲劳，而且具有高温和耐冲击性。硅具有反射涂层，可增强光的反射。由于芯片中集成了定位技术，因此可以连续跟踪反射镜在哪里引导激光束以及正在测量哪个位置。这进而使得能够校正到操作点。在车辆中，LiDAR传感器通常安装在后视镜后面，从那里可以直接通过挡风玻璃扫描周围的区域。该系统可用于在红外范围内执行3D扫描，从而补充驾驶员或乘客的视线。车辆看到行进方向：形状、距离、方位角、行进速度和行人、汽车、卡车等的行进方向，以及确切的行驶区域。 可以在复杂的道路环境中通畅。
“我们的MEMS反射镜通常最大尺寸为5毫米，” Grahmann说。“对于特殊应用，可以选择使用更大的反射镜；但是随着尺寸的增加，将会失去MEMS的优势。除了微扫描镜之外，研究人员还提供必要的包装和驱动电子设备。所有组件都可以根据客户要求进行设计，从而确保它们可以集成到不同的LiDAR系统中。此外，他们还开发了例如用于头戴式显示器和工业机器人的MEMS扫描仪。
Fraunhofer IPMS的微扫描仪反射镜可在LiDAR应用的典型波长（905至1,550纳米）下发挥作用。孔径的大小对工作范围有重大影响。借助AEye的智能LiDAR传感器，可以实现超过200米的工作范围。AEye已成功完成Fraunhofer IPMS的MEMS扫描仪的测试，该扫描仪已用于其LiDAR系统。
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