① 現在的車載雷達是什麼原理,發射聲波還是電磁波
車用雷達指的是用在車輛上用於位置測量的一種專用電子探測器,現在最為常見的是倒車雷達。這是一種利用超聲波定位的裝置,在這個裝置上,最基本的就是雷達感測器,它是超聲波感測器,稱之為超聲波探頭,絕大多數的探頭都是將發射和接收合為一體的模式,它是一種超聲換能原件,一般是採用壓電陶瓷原件構成的,這類型的原件既可以將電能轉化成震動機械能,又能將震動的機械能轉化成電能,這就為發射和接收合為一體創造了條件。我們常見就是這種倒車雷達,以後,這樣的裝置還可以發展成為碰撞告警系統,自動駕駛系統等其他更為先進的行車安全系統的感測器裝置
探測距離一般在厘米級別到幾米級別。
② 超聲波雷達的分類
車載超聲波雷達主要分為UPA和APA兩大類。UPA是一種短程超聲波,主要安裝在車身的前部與後部,檢測范圍為25cm~2.5m,由於檢測距離大,多普勒效應和溫度干擾小,檢測更准確。APA是一種遠程超聲波感測器,主要用於車身側面,檢測范圍為35cm~5m,可覆蓋一個停車位。方向性強,探頭波的傳播性能優於UPA,不易受到其他APA和UPA的干擾。當然,檢測距離越遠,檢測誤差越大。
③ 什麼是超聲波雷達
超聲波雷達是一款極其常見的感測器。如果覺得超聲波雷達有些陌生,那麼它還有一個更通俗的名字——倒車雷達。它是汽車駐車或者倒車時的安全輔助裝置,能以聲音或者更為直觀的顯示器告知駕駛員周圍障礙物的情況,解除了駕駛員駐車、倒車和起動車輛時前後左右探視所引起的困擾,並幫助駕駛員掃除了視野死角和視線模糊的缺陷。
④ EEL、VCSEL、光纖激光器,激光雷達如何選擇
激光雷達作為車輛避障的關鍵技術,已從單一超聲波雷達發展至融合了超聲波、毫米波雷達與激光雷達的多技術路線並存的階段,激光雷達憑借其高解析度的特性,正迎來快速發展的黃金期,無人駕駛技術已成為不可阻擋的趨勢。激光雷達在車載領域呈現出爆發式的增長態勢。本文將重點探討激光雷達的核心器件——激光器的分類與選擇。
激光雷達技術發展多樣,主要分為基於掃描方式與測距原理的不同技術路線,如TOF技術路線以其成熟度、綜合成本優勢,以及FMCW技術路線的長距離、抗干擾特性而著稱,目前dTOF技術路線在市場上占據主導地位。
激光器是車載激光雷達的關鍵組件之一,常見的激光光源類型主要包括邊發射激光器(EEL)、垂直腔面發射激光器(VCSEL)、固體激光器及光纖激光器等。
邊發射激光器(EEL)應用廣泛,其中InGaAs/GaAs應變數子阱脈沖激光二極體(PLD)最為流行,波長以905nm為主。隨著激光雷達對輸出功率及光學點陣雲要求的提升,晶元結構已由單通道發展至4通道,乃至6或8通道。常見的封裝結構包括TO、蝶式、尾纖及直接安裝在散熱基座上的方式。
垂直腔面發射激光器(VCSEL)作為一種垂直表面出光的新型激光器,其製造成本低廉,易於實現晶元級二維VCSEL陣列,不僅提高了輸出功率,還為設計復雜結構的點陣光源提供了可能。近年來,隨著車載激光雷達及3D感知技術的迅速發展,VCSEL在市場上的布局日益廣泛。
固體激光器是閃光式激光雷達(Flash LiDAR)技術路線的首選激光光源方案。此技術路線的激光雷達內部無任何掃描或運動部件,實現了真正意義上的固態面激光雷達。
激光器的選擇需綜合考慮實際應用環境、激光雷達技術方案、性能需求及成本需求。邊發射激光器(EEL)以其高功率密度和高脈沖峰值功率,非常適合與APD探測器協同工作的激光雷達系統。垂直腔面發射激光器(VCSEL)因其有可能將2D發射器陣列與2D SPAD探測器陣列整合成無運動部件的激光雷達系統,具有極高的吸引力。光纖激光器以其高輸出功率、良好光束質量及高速度,成為高性能系統的理想選擇,但其復雜性顯著增加。
激光雷達系統波長的選擇需綜合考慮背景雜訊、人眼安全、探測器及系統波長等因素。相較於1550nm波長,905nm波長的主要優點在於硅在該波長處的光子吸收較低,而硅基光電探測器相對成熟且成本較低,是大批量應用的必然選擇。1550nm激光的遠離人眼可見光譜特性,使其在同等功率下對人眼安全性的提升達到40倍。然而,相較於905nm激光雷達,1550nm激光雷達在光源及探測器成本、體積以及供應鏈成熟度方面仍存在明顯的不足。
綜上所述,各波長激光器各有優劣,需結合激光雷達系統設計進行選擇。邊發射型半導體激光器、VCSEL激光器、固體激光器以及光纖激光器等,均能在不同的駕駛環境與應用場景中發揮獨特優勢。
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