鍵盤產業觀察家又來了
Ciswww大在本則推文中提到固態光達 相信很多版友有看沒有懂
本文就來科普一下Solid-state Lidar這個自動駕駛的新希望
1.甚麼是固態光達?
固態光達其實就是立基於光子電路上的微相位陣列
所謂光子電路 即是在積體電路中以光通道取代導線 以光子取代電子
實現光訊號晶片的技術
與傳統電子電路相比 有著傳輸速度快 產熱低的優點
而微相位陣列 即是微型發射器集成 以控制相位差的方式 控制相長干涉實際發生的位置
達到實質上的掃描效果
2.固態光達的優缺點?
與傳統光學陣列相比 固態光達的優點有:
A. 尺寸縮小 微陣列可以以晶片等級存在 不再需要巨大圓柱體立在車頂上
B. 掃描升級 速度上，固態光達的速度取決於使用的光電子元件頻率，估計在MHz
(每秒百萬次)以上；精度上，以目前的信號控制(電壓信號為多)，uRad
(約10^-3度)量級還算樂觀
C. 掃描可變性 可透過相位控制達到短時間內對特定區域進行高頻率掃描，而對其他區域
進行稀疏掃描
不過正如Scape大提到，固態光達也非完美，目前可知的缺點有:
A. 掃描角度小 此乃次級與三級干涉帶的存在導致
如果大家還記得高中干涉公式的話 干涉帶的位置由光柵隙寬度與訊號
源波長決定 以目前的光子電路技術 理論值約莫接近100度 實際成品
約50度 此缺點需要仰賴增加掃描器數量彌補
B. 精度要求 由於干涉本身的物理限制 陣列單元尺寸不能大於半個波長 目前使用的
工作波長約1微米左右 意即在相同條件下 陣列單元尺寸不得超過500
奈米；另外，在光導腔部分材料厚度有時只有數個原子厚，這些都挑戰
人類的加工精度
C. 容忍功率低 由於光導腔尺寸微小，所以無法忍受過大的功率；然而，這會使得目前
使用的TOF(Time-of-flight)測距技術優點的喪失。除了以多次掃描或
連續波調製增加信噪比解決發射端之外，接收端也因為功率低而不能
採用大面積sensor否則背景光噪將信噪比過低。必須說明的是，目前
固態光達的技術還無法實現掃描時同步接收信號。因此接收端還有這麼
一個大問題待解決。(這也就是Scape大在推文所提到的)
值得注意的是，雖然固態光達仍然有這麼多問題，但仍然是未來最可能量產的選項
最有力的證據，莫過於連傳統光達的霸主Velodyne實際上是採用固態混合技術這一點上了
然而，究竟甚麼時候才能得到真正的突破，也只能靜待時間來證明了
謹以此文，獻給所有願意知其然更知其所以然的版友
謝謝收看~