而混合固态LiDAR采用MEMS扫描镜,仅需要一束激光光源,通过一面MEMS扫描镜来反射激光器的光线,两者采用微秒级的频率协同工作,通过探测器接收后达到对目标3D扫描的目的。与多组芯片组的机械式LiDAR结构相比,混合固态LiDAR采用单组MEMS扫描镜 + 单束激光光源,对体积减小的效果显而易见。
机械式LiDAR(型号:HDL-64E)与混合固态LiDAR(型号:LeddarVu)尺寸对比
从成本角度分析,16线机械式LiDAR就需要16组IC芯片组:跨阻放大器(TIA)、低噪声放大器(LNA)、比较器(Comparator)、模数转换器(ADC)等。麦姆斯咨询估算每组的芯片成本约200美元,仅16组的芯片成本就高达3200美元。Innoluce曾发布一款混合固态LiDAR设计方案,采用MEMS扫描镜,并将各种分立芯片集成设计到一套LiDAR控制芯片组,这样下来LiDAR的成本控制在200美元以内。
16线机械式LiDAR内部芯片组,16组的芯片的成本就高达3200美元
Innoluce采用MEMS扫描镜的混合固态LiDAR设计方案,成本低于200美元
除了体积和成本的巨大优势,混合固态LiDAR还有其它可圈可点的优势:首先,因为没有宏观的机械转动,不存在机械磨损,可靠性更高;其次,探测距离更远(150米以上),适合远距离汽车环境感知和探测;另外,采用一束激光光源而非多束,功耗更小,更能保障人眼安全。
Tips:光电探测器
光电探测器是将光脉冲转换成电信号的元器件,在LiDAR系统中充当“眼睛”的角色,是关键的传感器。目前主要的光电探测器有雪崩光电二极管(Avalanche PhotonDiode,简称APD)/单光子雪崩二极管(Single Photon Avalanche Diode,简称SPAD)、硅光电倍增管(MPPC)和PIN光电二极管。
MPPC、APD和PIN光电二极管的比较