激光雷达被认为是各行各业的关键传感技术，在机器人、无人驾驶、智慧城市等领域扮演着推动者的角色。近年来，被寄予厚望的固态激光雷达成为行业热点。什么是固态激光雷达？理论上，固态激光雷达是一种完全没有移动部件的雷达。光学相控阵（OpticalPhasedArray）和Flash是其典型的技术路线，也算是纯固态激光雷达方案。但近年来，一些非完全旋转的激光雷达也被统称为“固态激光雷达”，具有固态激光雷达的许多性能特点，如高分辨率和有限的水平FOV（前向而不是）°)等，但这些技术方案都会有一些微小的运动部件，严格意义上不能算是纯固态激光雷达。固态激光雷达的工作原理固态激光雷达主要依靠波的反射或接收来探测目标的特性。其中大部分源于三维图像传感器的研究，实际上源于红外焦平面成像仪。光敏元件阵列，从无限远处发射的红外线通过光学系统成像在系统焦平面上的这些光敏元件上，探测器将接收到的光信号转换成电信号并进行积分放大、采样和保持，通过输出缓冲区和多路复用传输系统，最后发送到监控系统，形成图像。固态激光雷达形成的三大技术路线经过多年发展，固态激光雷达的基本框架已经比较清晰。以下是目前主流的三种方案。1、MEMS（Micro-Electro-MechanicalSystem）MEMS是指将机械机构小型化、电子化设计，通过微电子技术将原本庞大的机械结构集成到硅基芯片上。用于批量生产。技术成熟，可量产。垂直一维扫描主要通过MEMS微镜实现，整机水平旋转360度完成水平扫描，光源为光纤激光器，主要是由于低905nm管的重复频率。如果重复频率高，平均功率就会过高，影响激光管的寿命。严格来说，MEMS并不是纯固态激光雷达，因为在MEMS方案中，并没有完全取消机构，而是将机构小型化，扫描单元变成了MEMS微镜。2.OPA（opticalphasedarray）光学相控阵技术OPA方案与其他技术方案相比，描述了激光雷达芯片级方案的广阔前景。它主要是利用多个光源组成一个阵列，并控制每个光源的发光时间差，合成具有特定方向的主光束。然后再控制一下，主光束就可以向不同的方向扫描了。雷达精度可达到毫米级，符合激光雷达固态化、小型化、低成本化的未来趋势，但难点在于如何提高单位时间内测得的点云数据，投入成本巨大.3、FlashFlashLiDAR的原理也是flash。它不像MEMS或OPA方案那样进行扫描，而是直接在短时间内发出大面积的激光覆盖检测区域，然后使用高灵敏度的接收器完成检测。图像周围环境的渲染。固态激光雷达的优缺点采用光学相控阵扫描技术的固态激光雷达确实有很多优点，例如：①结构简单，体积小，不需要旋转部件，其结构和尺寸可以大大压缩，从而提高了其使用寿命并使其成本降低。②扫描精度高。光学相控阵的扫描精度取决于控制电信号的精度，可达到千分之一以上。③可控性好，可在允许角度范围内指向任意方向，可对重点区域进行高密度扫描。④扫描速度快。光学相控阵的扫描速度取决于所用材料的电子特性，一般可达MHz数量级。当然，固态激光雷达也有一些缺点，比如：①扫描角度有限，固态意味着激光雷达不能旋转360度，只能探测前方。因此，要实现全方位扫描，就需要在不同方向布置多台（至少两台）固态激光雷达。②旁瓣问题，光栅衍射会形成中心亮纹以外的其他亮纹，这个问题会使激光器在最大功率方向之外形成旁瓣，分散激光的能量。③加工难度大，光学相控阵要求阵元尺寸不得大于半个波长。目前激光雷达的工作波长一般在1微米左右，因此阵列单元的尺寸不得大于500nm。而且阵列密度越高，能量越集中，对加工精度提出了要求，需要一定的技术突破。④接收面大，信噪比差：传统机械雷达只需要很小的接收窗口，而固态激光雷达需要整个接收面，因此会引入更多的环境光噪声，增加扫描分析难度.总的来说，目前市场上已有的雷达产品很难同时满足固态激光雷达应具备的特性（可靠性强、成本低、射程远），这也决定了固态激光雷达态激光雷达很难在短时间内实现产品化。同时，也导致了各固态雷达企业交货期的不断延长。尽管不少业内人士预测，固态化、小型化、低成本将是激光雷达未来的发展趋势，但目前来看，机械式激光雷达仍是主流。本文来自：http://www.slamtec.com/cn/New...
