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自動(dòng)駕駛基礎(chǔ)（三十九)-全固態(tài)LiDAR基礎(chǔ)
在前文的介紹中， 我們分析了機(jī)械式LiDAR依賴宏觀的轉(zhuǎn)動(dòng)部件而混合固態(tài)LiDAR借助“微動(dòng)”器件實(shí)現(xiàn)發(fā)射端的激光束掃描功能。由于全固態(tài)LiDAR內(nèi)部沒(méi)有任何宏觀或微觀上的運(yùn)動(dòng)部件，耐久性和可靠性的優(yōu)勢(shì)不言而喻，且順應(yīng)了自動(dòng)駕駛對(duì)LiDAR固態(tài)化、小型化和低成本化的趨勢(shì)，因此成為群雄逐鹿的終極方向。下面一張圖展示了未來(lái)自動(dòng)駕駛的LiDAR技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，業(yè)界認(rèn)為將是全固態(tài)LiDAR（SS LiDAR,Solid State LiDAR）的天下。
因?yàn)楣虘B(tài)雷達(dá)技術(shù)還處于技術(shù)創(chuàng)新階段，各個(gè)LiDAR公司采用不同的固態(tài)雷達(dá)技術(shù)。激光雷達(dá)測(cè)距方法一般分為飛行時(shí)間法和三角法兩大類。目前，汽車全固態(tài)激光雷達(dá)大多采用飛行時(shí)間法。
目前的固態(tài)LiDAR按照全固態(tài)LiDAR發(fā)射端照明方式可以分為激光多束發(fā)射（單點(diǎn)或者多通道）、可操縱或相控陣列、泛光面陣發(fā)射三種模式。按照全固態(tài)LiDAR接收端分類，又可以分為單點(diǎn)、線陣、二維陣列等。
而按照探測(cè)端的具體接收技術(shù)，又可以分為相干接收技術(shù)和直接接收技術(shù)。直接接收技術(shù)是接收光子能量的直接形式，優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)簡(jiǎn)單和成熟。相干接收技術(shù)的接收靈敏度，速度分辨率高，但需要接收機(jī)的頻帶特別寬，對(duì)激光發(fā)射的頻率穩(wěn)定度的要求也高，對(duì)光學(xué)天線系統(tǒng)和機(jī)內(nèi)光路的校準(zhǔn)的要求更嚴(yán)格，信息處理單元更復(fù)雜。
不管是哪種技術(shù)路線， 其LiDAR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基本原理圖都是如下圖所示。
固態(tài)激光雷達(dá)有很多優(yōu)勢(shì)，首先其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小，由于不需要旋轉(zhuǎn)部件，可以大大壓縮雷達(dá)的結(jié)構(gòu)和尺寸，提高使用壽命，并降低成本。其次，機(jī)械式激光雷達(dá)由于光學(xué)結(jié)構(gòu)固定，適配不同車輛往往需要精密調(diào)節(jié)其位置和角度，固態(tài)激光雷達(dá)可以通過(guò)軟件進(jìn)行調(diào)節(jié)，大大降低了標(biāo)定的難度，加快掃描速度快與精度。
不過(guò)固態(tài)激光雷達(dá)也有它相應(yīng)的缺點(diǎn)，固態(tài)意味著激光雷達(dá)不能進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)，只能探測(cè)前方。因此要實(shí)現(xiàn)全方位掃描，需在不同方向布置多個(gè)固態(tài)激光雷達(dá)。
后面會(huì)針對(duì)不同的固態(tài)激光雷達(dá)技術(shù)做詳細(xì)介紹。
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