我们如何为激光雷达开发MEMS技术

   2021-07-27 工业品商城172
核心提示:激光雷达应用在自动驾驶车上,必须满足两个基本要求:一方面,提供高性能,包括远距离和宽视野。另一方面,必须具有可量产性,以便能够生产和安装在数百万辆汽车上。激光雷达制造商想了一系列的办法来应对这些挑战。机械式激光雷达系统是目前最常用的系统,电机转动从而带动光束偏转单元。尽管机械式激光雷达拥有广阔的视
       激光雷达应用在自动驾驶车上,必须满足两个基本要求:一方面,提供高性能,包括远距离和宽视野。另一方面,必须具有可量产性,以便能够生产和安装在数百万辆汽车上。激光雷达制造商想了一系列的办法来应对这些挑战。机械式激光雷达系统是目前最常用的系统,电机转动从而带动光束偏转单元。尽管机械式激光雷达拥有广阔的视野和远距离探测的特性,但它们的机械装置需要定期维护,而且体积大、重量大、生产成本高。总体来说,机械式激光雷达只满足高性能这一个要求。
  另一种应对这些挑战的是MEMS(微电子机械系统)技术。这种技术,组件是用硅来制造的,具有可量产的优势:由于这项技术经过多年的应用和测试,所有组件均可以以经济高效的方式大量生产。
  当然,目前来看,大疆不会造整车,而是将目标聚焦于智能驾驶系统与软硬件方案,帮助车企快速造出能买得起的智能汽车。
  据悉,大疆车载是大疆旗下智能驾驶业务品牌,致力于用空间智能科技赋能出行,专注于智能驾驶系统及其核心零部件的研发、生产、销售等服务。
  表示,大疆车载决心为汽车行业客户创造核心价值,为智能驾驶人才创造广阔舞台,为每个人提供安全、实用、友好的驾乘体验。
  天眼查信息显示,该官微申请主体为深圳大疆卓见科技有限公司,成立日期为2018年7月,由深圳大疆创新科技公司100%持股。
  事实上,早在今年年初,就有消息称大疆正在切入自动驾驶领域并为此组建了相关团队。
  据国内媒体报道,大疆内部人士透露,车载相关业务已经做了五年,并不是最近成立的团队,目前车载BU有700多人。
  要想让自动驾驶车能够高速安全行驶,它们必须能够“看见”并感知周围的世界——不仅是近处,而且在更远的距离也应如此。在高速公路上行驶时,这一点尤为重要,因为车辆行驶速度很快,因此必须要可靠地检测到远距离的物体、弯道和其他车辆,以便能够及时作出反应。因此,传感器需要检测到远距离才能在高速公路上实现自动驾驶。
  为了使激光雷达传感器达到这个探测距离,发射器或探测器都需要专门针对这一应用进行优化。首先可能调整的是激光源。通常,应用到激光雷达传感器的激光源波长有两种。一些雷达制造商采用波长为1550纳米的光纤激光器。人眼视网膜不会聚焦这种波长的激光,因此即使在高能量水平下,也符合人眼安全标准。这类型激光雷达的激光源能量越高,探测距离也就越长。然而,这种类型的激光源也有一个致命的缺点:1550nm的激光器体积大、制造复杂,导致激光雷达外壳尺寸较大并且成本很高。
  故此,许多激光雷达应用都使用激光脉冲发射波长为905nm的激光二极管。它们的显著优点是体积很小,并且很早之就已经在其他领域广泛应用。实际上,这些二极管价格低廉,能够在市场上大量购买。然而,人眼安全法规要求二极管的光束强度要低于1550nm激光器的光束强度,因此在发射极侧的优化受到限制。
       这也是NVIDIA的第四代自动驾驶平台。第一代“Parker”(蜘蛛侠彼特·帕克)诞生于2018年,算力1TOPS(每秒1万亿次操作),两年后迎来了“Xavier”(X教授),算力突破30TOPS,而第三代“Orin”(亚特兰蒂斯首任国王奥林)计划明年落地,算力达到254TOPS。
  “Atlan”(奥林之父亚特兰)则要等到2025年才会商用,其算力突破1000TOPS或者说1POPS(每秒1千万亿次操作),这也是首次单颗芯片达到如此高度。
  Atlan SoC处理器将会集成Grace之后的下一代CPU架构、Ampere之后的下一代GPU架构(依稀能看到12组阵列单元)、未来的新一代BlueField DPU(数据处理单元),还有加速器、ASIL-D安全岛、安全引擎、内存控制器和高速IO。
  那么如何优化探测器呢?孔径在实现远距离探测中起着重要作用。在基于MEMS的设计中,孔径与镜面尺寸相对应。为了捕捉尽可能多的光,需要一个大的光圈——换句话说,就是一个尽可能大的镜子。然而,镜片的尺寸也受到某些因素的限制,因此有必要结合考虑这些因素,计算出镜片的最佳尺寸。这些因素包括:接收光子数、准直、偏转角、共振频率。
      其中“一”字一语双关,隐含1英寸大底之意,虽然大疆并未指明新品具体名称,从此前泄露的信息来看,很大概率就是大疆Mavic Air 2S了。
  这款全新无人机升级1英寸2000万像素CMOS,比起Mavic 2的1/2英寸4800万像素,有了质的提升,正所谓“底大一级压死人”。
  上一Mavic Air 2摒弃了增强Wi-Fi图传,加入了大疆的OcuSync图传,备受好评,而此次大疆Mavic Air 2S的图传能力也进一步提升,升级到OcuSync 3.0,可以实现1080P/30fps视频10公里的图传距离。
  此外,大疆Mavic Air 2S延续了Mavic系列无人机经典的可折叠设计,方便收纳携带。其续航水平也有望进一步提升。
  一方面,在激光雷达中使用的镜片的大小取决于必须发射多少光子才能有足够数量的光子返回,从而探测到目标。可以根据链路估值精确计算最小光子数。这一测量需要考虑通过这段距离和通过低反射表面损失光子数、光的均匀散射以及探测器的效率。通过这种方法,就有可能计算出必须发射多少光子,或者孔径多大,才能再次检测到最小数量的光子。除此之外,传感器采用同轴设计,这意味着只有从发射的同一方向返回的光才能被重新捕获。对于传感器来说,这是有利的,可以防止捕获到其他的干扰光信号。
 
 
 
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