日本电子厂商先锋公司(Pioneer)开发MEMS激光雷达

文章来源:互联网 发布时间:2016-09-06
日本企业——先锋(Pioneer)也借助今年年初的上海CES亮相了正在研发的激光雷达,采用的技术路线来自多年的影碟机技术积累,并且先锋正在通过激光雷达和地图产品,切入日益火热的自动驾驶领域。

在目前的车用激光雷达供应商中,几家欧美企业广为人知。他们都在忙着把激光雷达装上汽车,并且越做越小与做越便宜。除此之外,有一家日本企业——先锋(Pioneer)也借助今年年初的上海CES亮相了正在研发的激光雷达,采用的技术路线来自多年的影碟机技术积累,并且先锋正在通过激光雷达和地图产品,切入日益火热的自动驾驶领域。

从影碟机到激光雷达

目前先锋正在研究的激光雷达为单线激光雷达,可以分辨出100m前方的最小100mm大小的物体。水平视角为240°,垂直视角为20°,可以内置到车辆四角车灯内。几项参数可能会引起困惑——一款1线产品怎么做到水平和垂直的范围覆盖?先锋的工程师告诉我们的答案恰巧也是这款激光雷达的核心技术——MEMS(Micro Electro Mechanical Systems,微机电)技术。

先锋的激光雷达只有一个激光二极管发射器,单束激光打到上下左右震颤的MEMS镜面后经过透镜发出,就可以对外形成一个螺旋状扫描。 据先锋工程师介绍,这款单线激光雷达可达到市面上16线激光雷达的探测效果。从外部看,整个激光雷达是静止的,但是内部因为有活动部件,所以按照市面上流行的说法,应该属于混合固态激光雷达。MEMS技术的难点在于可控的高频振动。为保证实时检测,1s要震动数十万次。以先锋的前方障碍物探测的激光雷达为例,要看到前方100m处10mm大小的物体,那么角分辨率就要达到0.05°。对激光雷达这样要求精准测量的传感器而言,MEMS的控制要求很高。

不过,先锋将MEMS技术用到激光雷达,并不是为了这款产品才从0开始研究。早在先锋的影碟机产品中,就用到了光拾取技术——通过激光将信息写入光盘或从光盘上读出数据。以往产品积累的经验,已经可以将发射的激光通过透镜和其他元件调整,形成一个比较好的束斑。另外影碟机在接收反射光束转换为电信号上,也和激光雷达共通。而先锋此前推出的激光HUD,也用到了类似的技术。

为了更低的成本和更小的体积

这种MEMS方案和常规的机械激光雷达相比,可以把体积做小,把成本降低。MEMS是在毫米尺度上对材料进行设计、加工、制造、测量和控制的技术,会将机械构件、光学系统、驱动部件、电控系统集成为一个整体单元。和传统的机械旋转式的激光雷达相比,先锋激光雷达的技术路线完全不同。因为取消了机械马达旋转部件,使用了体积更小的MEMS镜,所以体积可以做到更小。再加上只要一个激光头,因此可以有效控制成本。关于先锋激光雷达的价格,会和产品的年产量挂钩,当订单达到100万套,先锋便可以把价格控制在100美元以下。工程师表示,目前产品正在加紧研发阶段,预计会在2019年开始量产。

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