蓋世汽車訊 據外媒報道，自動駕駛車輛配置的多款攝像頭，旨在用該設備探查道路上的障礙物並繪製車輛周邊環境。在各類傳(chuan) 感器中，在功能方麵，激光雷達傳(chuan) 感器與(yu) 人眼最為(wei) 接近，其光探測和測距係統（detection and ranging system）與(yu) 雷達類似，但其采用了光波替代了無線電波（radio waves）。

激光雷達係統利用激光脈衝(chong) 信號“照亮（illuminate）”目標區域，並計算反射信號返回接收器的用時。該類係統由光源、光電探測器、數據處理電子器件及運動控製設備。

自動駕駛車輛大體(ti) 采用了兩(liang) 類激光雷達設備，其分類依據為(wei) 掃描車輛周邊環境時所采用的方式，其中：1、3D閃光式激光雷達（3D flash LiDAR）由寬視角源及廣視角光學件構成，旨在聚焦探查設備一次曝光（one exposure）上的所有反射光。2、掃描式激光雷達係統可向各個(ge) 方向發射激光，逐個(ge) 探查回響（echoes）以便繪製車輛周邊環境。

激光源（laser source）對激光雷達性能將起到最關(guan) 鍵的作用，激光束的品質及發散（divergence）在高側(ce) 向分辨率（high lateral resolution）方麵將起到重要作用。較短的激光脈衝(chong) 持續時間（laser pulse duration）和低時間抖動（low timing jitter）可確保良好的縱向精度（longitudinal accuracy）。對獲取遠程搜索（long-range detection），脈衝(chong) 能量（Pulse energy）是一項重要參數。此外，高脈衝(chong) 重複頻率（high pulse repetition rates）可提升掃描速度，從(cong) 而實現較高的數據輸出。

600 nm-1000 nm的波長通常被用於(yu) 非科研應用。人眼對該波段的波長較為(wei) 敏感。激光雷達係統的運行波長為(wei) 905 nm，限製其探測範圍。而1.5 um紅外激光器可作為(wei) 替代品，用於(yu) 探查遠距離的固體(ti) 及障礙物，因為(wei) 該類光不會(hui) 被人眼吸收，其實用於(yu) 高性能應用。此外，該波長的光在大氣環境下通常呈透明的，可被用於(yu) 高效能的探測器。

脈衝(chong) 持續時間是實現高性能的另一關(guan) 鍵性因素。許多短序列脈衝(chong) 持續時間隻有數皮秒（picoseconds），有助於(yu) 實現毫米級到厘米級縱向分辨率（longitudinal resolution）。

然而，該脈衝(chong) 較短，容易引起激光光譜（laser spectrum）的增寬，從(cong) 而降低信號噪聲比（signal-to-noise ratio，SNR）。盡管持續時間超過1納秒（nanosecond）的脈衝(chong) 可消除噪聲，但同樣會(hui) 降低係統的分辨率。為(wei) 在高縱向精度與(yu) 良好的SNR中取得平衡，當前脈衝(chong) 持續時間為(wei) 數百皮秒。

激光器二極管與(yu) 光纖激光器（Laser-diodes and fiber-lasers）通常被用於(yu) 激光雷達係統中。激光器二極管光源通常采用縱向堆棧，這意味著將新增一個(ge) 堆棧層，使得激光能量（laser powers）超過1級視力安全激光器的激光能量。

若用垂直腔（vertical-cavity）麵發射激光器（surface-emitting laser），可降低總輸出功率，並降低該係統功能運轉的最大距離。而光線激光器所提供的脈衝(chong) 重複頻率：當功率等級為(wei) 10 W時，脈衝(chong) 重複速率為(wei) 5 kHz。當功率等級為(wei) 300 W時，脈衝(chong) 重複速率為(wei) 250 kHz。然而，相較於(yu) 脈衝(chong) 二極管係統（pulsed-diode systems），該類係統較為(wei) 昂貴。

激光雷達務必含有視力安全波長，且能夠在黑暗中探查到100米外的目標物，探查精度為(wei) 10厘米，操作溫度在零下40攝氏度到85攝氏度。（本文圖片選自azom.com）