一文了解无人车载激光雷达的扫描振镜

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车载激光雷达（LiDAR, Light Detection and Ranging）作为自动驾驶汽车中关键的感知系统之一，它通过发射激光脉冲并通过物体接收反射回来的信号，来测量与周围物体的距离和形状，从而生成高精度的三维环境地图，而这其中，扫描振镜就作为车载激光雷达中用于控制激光束方向的关键组件，负责调整激光束的扫描角度，使其能够覆盖所需的视场，从而获取环境所需的三维点云数据。与摄像头和雷达相比，激光雷达可以在各种光照条件下提供高分辨率的空间感知能力，因此在自动驾驶技术的发展中具有不可替代的作用。

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车载激光雷达的光学元件

激光发射器：通常使用波长在905nm或1550nm的半导体激光器，这些波长的激光在人眼中不可见且能量较高，适合远距离探测。

光学透镜：用于聚焦或扩展激光束，确保激光脉冲可以覆盖所需的视场，并且有效地传输到目标区域。

光学滤波器（滤光片）：用于过滤掉背景噪声，仅允许特定波长的激光信号通过，以提高信噪比。

光电探测器：用于接收反射回来的激光信号，通常采用雪崩光电二极管（APD）或光电倍增管（PMT），以提高灵敏度和探测范围。

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扫描振镜在车载激光雷达的原理

扫描振镜通常由高速电动机或压电致动器驱动，通过控制反射镜的角度来改变激光束的方向。振镜可以实现多种扫描模式，如线性扫描、锯齿形扫描或螺旋扫描，以满足不同的应用需求。

1.线性扫描：适用于水平和垂直方向的逐行扫描，可生成高分辨率的二维或三维图像。

2.锯齿形扫描：通过连续调整扫描方向，可覆盖更大的视场。

3.螺旋扫描：用于全方位扫描，适合三维建模和全景成像。

振镜在光学系统中的作用

扫描振镜能够动态调整激光束的方向，确保激光雷达能够覆盖车辆周围的广阔视场，提高视场覆盖，通过精确控制激光束的扫描路径，振镜提高了激光雷达的空间分辨率和测量精度，使得系统能够检测到较小的物体和细微的结构。多样的扫描模式，使激光雷达系统能够根据不同的应用场景（如城市驾驶、高速公路行驶等）灵活调整探测范围和分辨率；不仅如此，振镜的高速响应能力决定了激光雷达的扫描频率和数据更新速率。高效的振镜可以实现更快的实时环境感知，有助于提高自动驾驶车辆的安全性。

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扫描振镜的优势

在车载激光雷达中，扫描振镜具备高精度、强灵活性、体积小、重量轻、可靠性高等特点，精确的激光束的角度和方向控制确保探测结果的高精度和高分辨率，高灵活的扫描范围和模式可以适应不同的驾驶环境和应用场景，针对车载激光雷达开发的设计紧凑，能够在不增加系统负担的情况下提供优异的性能，且经过优化设计后能够胜任各种恶劣环境下如极端温度、振动和湿度等条件，确保系统的长期稳定性和耐用性。

因此，车载激光雷达扫描振镜在整个车载扫描中意义非凡，它不仅决定了激光雷达的视场覆盖、分辨率和精度，还提高了系统的灵活性和响应速度，因此对于车载激光雷达扫描振镜的选择需要更多地注重其品质与技术条件，这将直接影响着自动驾驶系统的整体安全性和效率。