根據有無機械部件來分,鐳射雷達可分為機械鐳射雷達和固態鐳射雷達。固態鐳射雷達則無需機械旋轉部件,主要依靠電子部件來控制鐳射發射角度,機械鐳射雷達帶有控制鐳射發射角度的旋轉部件。機械鐳射雷達主要由光電二極體、MEMS反射鏡、鐳射發射接受裝置等組成,其中機械旋轉部件是指可360°控制鐳射發射角度的MEMS發射鏡。
固態鐳射雷達則與機械鐳射雷達不同,它透過光學相控陣列(OpticalPhasedArray)、光子積體電路(PhotonicIC)以及遠場輻射方向圖(FarFieldRadiationPattern)等電子部件代替機械旋轉部件實現發射鐳射角度的調整。
由於內部結構有所差別,兩種鐳射雷達的大小也不盡相同,機械鐳射雷達體積更大,總體來說價格更為昂貴,但測量精度相對較高。而固態鐳射雷達尺寸較小,成本低,但測量精度相對會低一些。
此外,相比固態鐳射雷達,機械鐳射雷達有一個更為明顯的優勢就是其360°視場,可以在機器人或汽車的頂部固定安裝一個鐳射雷達,便可360°感知周圍環境,反觀固態鐳射雷達,需要固定在某些適當的位置,視場角一般在120°以內,因此,如應用於無人車中,至少需要用到4臺才能達到機械式鐳射雷達一樣的覆蓋範圍,數量越多,也意味著成本越高。
固態鐳射雷達還有另一個不大明顯的優勢,人眼安全法規允許運動的鐳射源發射比固定鐳射源更高的功率。
所有1級安全系統的設計必須確保人員不眨眼直視鐳射裝置數秒鐘,仍然不會受到傷害。
當採用固態掃描單元時,如果人眼處於鐳射掃描器幾英寸的地方,可能會導致100%的鐳射射入眼內。但是如果採用機械鐳射雷達時,鐳射只集中於某個特定的方向,只有360°旋轉的一小部分。因此,機械鐳射雷達可以為每個鐳射脈衝提供更高的功率,而不會造成眼睛損傷。這樣可以更容易地檢測到返射光,因此在可預見的未來,機械鐳射雷達可能要比固態鐳射雷達具有更大的探測範圍優勢。
同時,大部分領先的固態鐳射雷達設計,都面臨著“遠距離探測”這個顯著的挑戰。
MEMS系統中的微型掃描鏡能投射的鐳射量有限。這使得遠處物體反射鐳射束並被探測的難度很大。光學相控陣方案相對於其它技術,產生的光束髮散性更大,因此很難兼顧長距離、高解析度和寬視場。
而對於泛光成像鐳射雷達,每次發射的光線會散佈在整個視場內,這意味著只有一小部分鐳射會投射到某些特定點。此外,光電探測器陣列中的每個畫素都必須非常小,限制了它可以捕捉的反射光量。
根據有無機械部件來分,鐳射雷達可分為機械鐳射雷達和固態鐳射雷達。固態鐳射雷達則無需機械旋轉部件,主要依靠電子部件來控制鐳射發射角度,機械鐳射雷達帶有控制鐳射發射角度的旋轉部件。機械鐳射雷達主要由光電二極體、MEMS反射鏡、鐳射發射接受裝置等組成,其中機械旋轉部件是指可360°控制鐳射發射角度的MEMS發射鏡。
固態鐳射雷達則與機械鐳射雷達不同,它透過光學相控陣列(OpticalPhasedArray)、光子積體電路(PhotonicIC)以及遠場輻射方向圖(FarFieldRadiationPattern)等電子部件代替機械旋轉部件實現發射鐳射角度的調整。
由於內部結構有所差別,兩種鐳射雷達的大小也不盡相同,機械鐳射雷達體積更大,總體來說價格更為昂貴,但測量精度相對較高。而固態鐳射雷達尺寸較小,成本低,但測量精度相對會低一些。
此外,相比固態鐳射雷達,機械鐳射雷達有一個更為明顯的優勢就是其360°視場,可以在機器人或汽車的頂部固定安裝一個鐳射雷達,便可360°感知周圍環境,反觀固態鐳射雷達,需要固定在某些適當的位置,視場角一般在120°以內,因此,如應用於無人車中,至少需要用到4臺才能達到機械式鐳射雷達一樣的覆蓋範圍,數量越多,也意味著成本越高。
固態鐳射雷達還有另一個不大明顯的優勢,人眼安全法規允許運動的鐳射源發射比固定鐳射源更高的功率。
所有1級安全系統的設計必須確保人員不眨眼直視鐳射裝置數秒鐘,仍然不會受到傷害。
當採用固態掃描單元時,如果人眼處於鐳射掃描器幾英寸的地方,可能會導致100%的鐳射射入眼內。但是如果採用機械鐳射雷達時,鐳射只集中於某個特定的方向,只有360°旋轉的一小部分。因此,機械鐳射雷達可以為每個鐳射脈衝提供更高的功率,而不會造成眼睛損傷。這樣可以更容易地檢測到返射光,因此在可預見的未來,機械鐳射雷達可能要比固態鐳射雷達具有更大的探測範圍優勢。
同時,大部分領先的固態鐳射雷達設計,都面臨著“遠距離探測”這個顯著的挑戰。
MEMS系統中的微型掃描鏡能投射的鐳射量有限。這使得遠處物體反射鐳射束並被探測的難度很大。光學相控陣方案相對於其它技術,產生的光束髮散性更大,因此很難兼顧長距離、高解析度和寬視場。
而對於泛光成像鐳射雷達,每次發射的光線會散佈在整個視場內,這意味著只有一小部分鐳射會投射到某些特定點。此外,光電探測器陣列中的每個畫素都必須非常小,限制了它可以捕捉的反射光量。