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关于激光雷达，看这一篇就够了( 四 )


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但是由于短时间内发射大面积的激光，因此在探测精度和探测距离上会受到较大的影响，主要用于较低速的无人驾驶车辆，例如无人外卖车、无人物流车等，对探测距离要求较低的自动驾驶解决方案中。代表品牌包括Ibeo、大陆、Ouster、法雷奥等。
● 混合固态激光雷达
混合固态激光雷达是前两者的折中方案，相较机械式激光雷达，混合固态激光雷达也只扫描前方一定角度内的范围，而相比纯固态激光雷达，混合固态激光雷达也有一些较小的活动部件。不过混合固态激光雷达在成本、体积等方面更容易得到控制。目前，混合固态激光雷达也有多种解决方案，主要包括MEMS振镜、转镜、棱角等。
◆ MEMS微振镜
MEMS微振镜是通过控制微小的镜面平动和扭转往复运动，将激光管反射到不同的角度完成扫描，激光发生器本身固定不动。对于反射的微振镜也有静电驱动、电磁驱动、电热驱动、压电驱动等多种不同的控制方案。
由于取消了马达、多棱镜等较为笨重的机械运动设备，毫米级尺寸的微振镜大大减少了激光雷达的尺寸，同时也提高了可靠性。而可以精确控制偏转角度的微振镜的引入可以减少减少激光器和探测器数量，通过控制扫描路径达到等效机械式更多线束激光雷达的覆盖区域和点云密度，极大地降低成本。
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也正因此，MEMS微振镜激光雷达会出现信噪比低，和有效距离短等问题。增大镜面尺寸可以有效增加MEMS激光雷达的精度，但最大偏转角度也会因此受限，FOV视场角会更加受限。
目前，MEMS微振镜激光雷达的代表品牌包括Innoviz、速腾聚创、先锋等等。
◆ 转镜
与MEMS微振镜平动和扭转的形式不同，转镜是反射镜面围绕圆心不断旋转。转镜在功耗、散热等方面有着更大优势。法雷奥推出的全球首款车规级激光雷达就采用了转镜形式。
在转镜方案中，也存在一面扫描镜（一维转镜）和一纵一横两面扫描镜（二维转镜）两种技术路线。一维转镜线束与激光发生器数量一致，而二维转镜可以实现等效更多的线束，在集成难度和成本控制上存在优势。
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不过转镜方案与MEMS一样存在信噪比低，和有效距离短，FOV视场角受限等问题。目前转镜方案代表品牌包括华为、法雷奥、Ibeo、禾赛、Luminar、Innovusion等。
◆ 棱角
棱镜激光雷达也称为双楔形棱镜激光雷达，内部包括两个楔形棱镜，激光在通过第一个楔形棱镜后发生一次偏转，通过第二个楔形棱镜后再一次发生偏转。控制两面棱镜的相对转速便可以控制激光束的扫描形态。
与前面提到的扫描形式不同，棱镜激光雷达累积的扫描图案形状状若菊花，而并非一行一列的点云状态。这样的好处是只要相对速度控制得当，在同一位置长时间扫描几乎何以覆盖整个区域。
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不过对于高速移动的汽车来说，显然不存在长时间扫描的情况，因此也存在中心区域点云密集。两侧点云相对稀疏的情况。因此采用棱镜激光雷达的小鹏P5选择在车头两侧分别配备一枚激光雷达，保证车头前方区域有密集的点云覆盖。
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相比MEMS微振镜和转镜方案，棱镜激光雷达可以通过增加激光线束和功率实现更高的精度和更远的探测距离，不过机械结构也相对更加复杂，体积叫前两者更难以控制，存在轴承或衬套的磨损等风险。目前发力棱镜激光雷达的主要有大疆旗下的Livox览沃，大疆凭借无人机时积累了精密电机制造技术，有信心克服棱镜轴承或衬套寿命的难题。
按波长分类前文已经提到，激光是一种单一颜色、单一波长的光，根据发生器的不同可以产生紫外线（10-400nm）到可见光（390-780nm）到红外线（760-1000000nm）波段内的不同激光，相应的用途也各不相同。
由于要避免可见光对人眼的上海，激光雷达选用的激光波长一般不低于850nm。而目前主流的激光雷达主要有905nm和1550nm两种波长。
● 905nm
由于905nm激光雷达接收器可以直接选用价格较低的硅材质，因此成本也更加可控，905nm激光雷达成为了当下最主流的激光雷达所选用的波长。
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不过人眼可识别的可见光波长处在390-780nm，而400-1400nm波段内激光都可以穿过玻璃体，聚焦在视网膜上，而不会被晶状体和角膜吸收，人眼视网膜温度上升10℃就会造成感光细胞损伤。因此905nm激光雷达为了避免对人眼造成伤害，发射功率需先在在对人无害的范围内。

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