激光雷達分辨率獲創紀錄突破！
2022-03-17 12:13:45 EETOP那么他們克服了哪些挑戰才能達到這一記錄的？
大多數追求自動駕駛汽車 (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 競相成為該技術的未來。
最近，加州大學伯克利分校的研究人員發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，該系統聲稱具有令人印象深刻的性能規格。
本文將討論 FPSA 技術、它面臨的挑戰以及伯克利研究人員如何解決這些問題。
FPSA 激光雷達
追求固態激光雷達的主要技術之一是FPSA。
FPSA 是一種技術，它通過使每個 LiDAR 像素由單個光學天線、熱光移相器或開關組成。這些像素以矩陣形式排列，一次驅動一個像素，其中像素的開關控制向每個天線的供電。
就像相機的光學系統一樣，FPSA 視場 (FOV) 內的每個角度都被映射回一個像素，收集光線并創建照明區域的 3D 地圖。
FPSA 技術背后的理念是，通過一次驅動每個像素，每個像素都可以接收驅動激光器的所有可用功率，這意味著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 LiDAR 的有希望的候選者，因為它們允許在沒有機械移動部件的情況下進行電子掃描。
此外，少量組件允許將這些像素中的許多像素集成到單個芯片中。
FPSA LiDAR挑戰
FPSA LiDAR 雖然提供了許多好處，但也有一個明顯的缺點：它的規模有限。
實現大規模 FPSA LiDAR 的主要挑戰是熱光開關易受溫度影響。
開關通過將施加的電場轉換為溫度變化來工作，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，這種方法的缺點是開關非常耗電并且會產生大量熱量。這個缺點限制了在單個 FPSA 中密集集成許多像素的能力，因為累積的熱量最終會導致故障。
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 開關而不是熱光開關。
在此方案中，FSPA 陣列通過以正確方向物理移動波導來選擇給定像素，將所有激光入射光引導至給定像素的天線。該芯片可以通過切換整個陣列對其環境進行 360 度掃描。
總而言之，研究人員聲稱這種新方法對 FPSA LiDAR 技術的好處是巨大的，因為 MEMS 開關比熱光開關更輕、更小，而且功耗更低。
由此產生的設備在 1 平方厘米的固態芯片上創建了 128x128 像素陣列。研究人員聲稱，該芯片上的 16,348 像素遠遠超過了之前達到的最大數量，使其成為市場上分辨率最高的固態 FPSA 芯片。
該陣列能夠實現 70 度 FOV，每個像素占 0.6 度。
隨著越來越多的研究涌入更新和更好的激光雷達系統和技術，看看什么被挑選或適應實際市場使用將會很有趣。
