轉鏡與振鏡：車載激光雷達中的掃描技術探索

在快速發(fā)展的自動駕駛領域，車載激光雷達作為感知環(huán)境的核心部件，其性能與可靠性直接關系到自動駕駛系統(tǒng)的安全與效率。其中，轉鏡與振鏡作為兩種關鍵的掃描技術，各自在車載激光雷達中發(fā)揮著重要作用。

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一、轉鏡技術：穩(wěn)定與成本的雙重優(yōu)勢

轉鏡，也被稱為多面體旋轉掃描鏡，作為一種傳統(tǒng)的激光掃描技術，其本質是一個多邊形柱體，側面鍍有反射層，當轉鏡在電機帶動下高速旋轉時，一束光入射到轉動的鏡面上，反射光會掃出一條亮線，如果再加上一個偏轉鏡將不同時間反射的亮線分開，就會形成一個光柵。

在車載激光雷達中，轉鏡通常被安裝于雷達的一側，與激光的發(fā)射和接收裝置相對獨立。這種結構不僅保持了裝置的穩(wěn)定性，還有效降低了成本。轉鏡式激光雷達的顯著優(yōu)勢在于其穩(wěn)定的性能和較低的成本。由于轉鏡技術已經經過了長時間的驗證和優(yōu)化，其在制造和供應鏈方面相對成熟。

此外，轉鏡方案還因其結構相對簡單而具有較小的體積，這對于車載激光雷達的集成和安裝至關重要。更重要的是，轉鏡式激光雷達已經通過了批量上車驗證，證明了其在實際應用中的可靠性和穩(wěn)定性。

轉鏡式激光雷達的特點

裝置固定：轉鏡方案中的激光發(fā)射和接收裝置是固定的，通過轉鏡的旋轉來實現(xiàn)掃描，因此結構相對穩(wěn)定。

體積?。河捎谵D鏡式激光雷達的結構相對簡單，因此通常具有較小的體積。

成本低：轉鏡方案在制造和供應鏈方面相對成熟，因此成本較低。

易過車規(guī)：轉鏡式激光雷達在設計和制造上更容易滿足車規(guī)級要求。

二、振鏡技術：精度與靈活性的雙重提升

振鏡則是一種可以振動的鏡子，其振動是由電信號驅動的。振鏡通過改變角度和頻率，可以對光線進行干涉和調整。振鏡的工作原理類似于檢流計（安培表），當檢流計中有電流時，指針會向特定的方向偏轉。如果把指針改成一個反射鏡片，就構成了一個振鏡。

與轉鏡相比，振鏡技術則以其高精度和靈活性而著稱。振鏡通常由高速電動機或壓電致動器驅動，通過精確控制反射鏡的角度來改變激光束的方向。這種設計使得振鏡能夠實現(xiàn)多種掃描模式，如線性掃描、鋸齒形掃描或螺旋掃描，從而滿足不同應用場景的需求。

在車載激光雷達中，振鏡技術以其高精度的掃描能力而備受青睞。通過精確控制激光束的掃描路徑，振鏡式激光雷達能夠提供更高的空間分辨率和測量精度。這對于自動駕駛系統(tǒng)來說至關重要，因為它需要準確地感知周圍環(huán)境中的障礙物和道路信息。此外，振鏡的靈活性還使得激光雷達能夠根據不同的駕駛場景和需求進行動態(tài)調整，從而提高了系統(tǒng)的適應性和魯棒性。

振鏡式激光雷達的特點

掃描模式多樣：振鏡可以實現(xiàn)多種掃描模式，從而適應不同的應用場景和探測需求。

響應速度快：振鏡的高速響應能力決定了激光雷達的掃描頻率和數據更新速率，有助于實現(xiàn)更快的實時環(huán)境感知。

精度高：通過精確控制激光束的掃描路徑，振鏡提高了激光雷達的空間分辨率和測量精度。

三、轉鏡與振鏡在車載激光雷達中的表現(xiàn)

視場覆蓋與分辨率：

轉鏡式激光雷達通過旋轉多邊形反射鏡來改變激光束的掃描角度，從而覆蓋所需的視場。其視場覆蓋范圍和分辨率取決于轉鏡的形狀、大小和旋轉速度。

振鏡式激光雷達則通過控制反射鏡的角度來實現(xiàn)激光束的掃描。其掃描模式和精度取決于振鏡的驅動方式和控制算法。

成本與供應鏈：

轉鏡式激光雷達在制造和供應鏈方面相對成熟，因此成本較低。此外，由于轉鏡方案已經經過了批量上車驗證，因此在供應鏈方面也更加穩(wěn)定。

振鏡式激光雷達雖然具有更高的精度和靈活性，但其在制造和供應鏈方面可能面臨更多的挑戰(zhàn)和成本壓力。

車規(guī)級認證：

轉鏡式激光雷達在設計和制造上更容易滿足車規(guī)級要求，因此更容易獲得相關認證。

振鏡式激光雷達在獲得車規(guī)級認證方面可能需要更多的努力和時間。

在實際應用中，選擇轉鏡還是振鏡技術取決于具體的需求和場景。例如，在需要廣泛覆蓋和快速響應的城市交通環(huán)境中，轉鏡式激光雷達可能更為合適；而在需要高精度測量和復雜掃描模式的復雜駕駛場景中，振鏡式激光雷達則更具優(yōu)勢。

綜上所述，轉鏡與振鏡作為車載激光雷達中的兩種關鍵掃描技術，各自具有獨特的特點和應用優(yōu)勢。在未來的自動駕駛領域，隨著技術的不斷進步和成本的進一步降低，這兩種技術都有可能成為推動自動駕駛系統(tǒng)發(fā)展的重要力量。