機載光源使Flash激光雷達成為一個主動傳感器。通過嵌入式算法處理返回的信號,以生成傳感器視場內物體和地形特征的近乎即時的3D渲染。激光脈沖重復頻率足以生成具有高分辨率和準確性的3D視頻。傳感器的高幀速率使其成為各種應用程序的有用工具,這些應用程序受益于實時可視化,例如高精度的遠程著陸操作。通過立即返回目標景觀的3D高程網格,Flash傳感器可用于識別自主航天器著陸場景中中的最佳著陸區域。
三 相控陣
相控陣可以通過使用單個天線的微觀陣列照亮任何方向。通過控制每個天線的定時(相位),可以將一個內聚信號導向一個特定的方向。
自1950年代以來,相控陣已用于雷達,同樣的技術也可以用于光。大約一百萬個光學天線用于在特定方向上觀察特定尺寸的輻射圖,該系統由精確閃光定時控制,單個芯片(或幾個)取代了價值75000美元的機電系統,從而大大降低了成本。
有幾家公司正在開發商用固態激光雷達裝置,其中包括正在設計905 nm固態器件的Quanergy公司,盡管它們似乎在開發中遇到一些問題。
控制系統可以改變鏡頭的形狀以啟用放大/縮小功能,特定的分區可以以亞秒間隔為目標。
機電激光雷達能持續1000至2000小時,相比之下,固態激光雷達可以運行100000小時。
四 微機電設備
微機電系統(MEMS)并非全固態。然而,它們微小的外形提供了許多相同的成本優勢。單個激光被指向單個反射鏡上,鏡子快速旋轉,該反射鏡可以重新定向以查看目標場的任何部分。然而,MEMS系統通常在單個平面(從左到右)中工作。要添加第二個維度,通常需要上下移動第二個鏡像或者,另一個激光可以從另一個角度擊中同一反射鏡。MEMS系統可能受到沖擊/振動的干擾,可能需要重復校準。我們的目標是創造一個小型微芯片,以加強創新和進一步的技術進步。
五 掃描儀和光學元件
圖像顯影速度受其掃描速度的影響,掃描方位角和仰角的選項包括雙振蕩平面鏡、多角鏡和雙軸掃描儀的組合。光學選擇會影響角度分辨率和可以檢測到的范圍,可以選擇使用孔鏡或分束器來收集返回信號。
六 定位和導航系統
安裝在飛機或衛星等移動平臺上的激光雷達傳感器需要儀器來確定傳感器的絕對位置和方向,這樣的設備通常包括全球定位系統接收器和慣性測量單元(IMU)。
七 傳感器
激光雷達使用有源傳感器提供自己的光源,能源撞擊物體,反射的能量由傳感器檢測和測量。通過記錄發射脈沖和反向散射脈沖之間的時間并使用光速計算行進距離,可以確定到物體的距離。因為相機能夠發射更大的閃光燈并利用返回的能量來感測感興趣區域的空間關系和尺寸,因此Flash激光雷達可以進行3D成像。由于不需要將捕獲的幀縫合在一起,并且系統對平臺運動不敏感,失真較小,因此可以實現更精確的成像。
使用掃描和非掃描系統均可實現3D成像。“ 3D門控觀測激光雷達”是一種非掃描激光測距系統,可應用脈沖激光和快速門控攝像頭。目前,使用數字光處理(DLP)技術進行虛擬光束轉向的研究已經開始。