據麥姆斯咨詢介紹，激光雷達（LiDAR）是一項使用激光實現測距并創建深度圖的技術，但給人以昂貴且笨重的印象。MEMS微鏡會如何幫助降低激光雷達成本？激光雷達如何實現物聯網解決方案？下文將給予相關說明。

什么是激光雷達？

LiDAR是英文Light Detection And Ranging的簡稱，中文翻譯為“光探測和測距”，其工作方式與雷達非常相似。激光雷達采用的光源，通常是激光，通過計算激光光束從發射到返回至探測器的時間得到光源和物體之間的距離。但是，并非所有激光雷達系統都采用簡單的計時機制。對于對短距離精度要求較高的應用，可采用相移機制，通過入射光與出射光之間的相位差來推算距離。

激光雷達面臨哪些挑戰？

激光雷達很多實際應用，包括自動駕駛汽車、全自動無人機和三維空間地圖繪制。但激光雷達存在的幾個問題不僅使其價格居高不下，也阻礙了其得到廣泛應用。第一個問題是需要機械反射鏡來實現對激光束方向的偏轉，因此需要電機來控制機械反射鏡，帶來的問題是電機不僅耗電，還使系統體積變得非常龐大。第二個問題是機械反射鏡價格也很昂貴，最終導致系統又大又笨重又貴。在實際應用，這樣的系統只能集成到大型設備中。摒棄旋轉鏡的設計，雖然也可以降低激光雷達價格，但會導致視場角狹窄。

什么是MEMS振鏡？

MEMS（微機電系統）執行器，可以看作是由電驅動的微型機械系統，包括齒輪、傳動裝置、轉動裝置和懸臂梁等微型結構。這些懸臂梁可用大多數傳感器，包括陀螺儀、加速度計和振動傳感器。MEMS微鏡是一種微型反射鏡，附著在會偏轉的微型結構之上，當電流通過時，能改變鏡面的角度。

MEMS微鏡在激光雷達中扮演什么角色？

認識到MEMS微鏡對激光方向的偏轉作用后，來自佛羅里達大學的研究團隊構建了激光雷達系統原型，不僅視場角廣，而且功耗非常低，并且可以輕松地安裝在小型設備中。激光雷達選擇MEMS微鏡作為激光雷達系統的掃描元件，只需9V電池就可以為激光雷達供電。在激光雷達原型中還集成了一顆被動紅外傳感器（通常用于安全系統）以探測個體存在，如果未探測到個體，則系統關閉電源。該原型成為使用智能環境控制系統（包括供暖和空調系統）的住宅和商業應用的理想選擇。為了簡化設計，該原型利用市售零部件來進行測距數據處理，但這是造成激光雷達系統體積偏大且耗電的組件之一。因此，研究人員計劃自己研發尺寸小、功耗低的激光雷達。

激光雷達變得尺寸更小，價格更親民，將有助于將其集成到許多應用，包括物聯網傳感器、自動駕駛汽車和可繪制周圍環境的控制系統。激光雷達可實現目標物體的跟蹤、識別和避讓，這是單個攝像頭難以完成的任務。激光雷達之所以優于攝像頭系統，是因為它能提供距離測量，這意味著無需人工智能，單個傳感器就可以分辨出物體在前景或背景中的差異。雖然攝像頭可以根據物體外觀（顏色、形狀和大小）識別物體，但從理論上講，激光雷達結合物體輪廓數據，這僅在物體自身突出時才有效。激光雷達的分辨率足以勾勒出物體的平滑輪廓。總體而言，對于自動駕駛汽車來講，激光雷達是一項實時測距、無需人工智能算法就能識別出平面2D圖像的快速技術。

原文標題：MEMS微鏡如何幫助激光雷達“瘦身健體”？

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責任編輯：haq