電子發燒友網報道(文/梁浩斌)激光雷達根據用途的不同,一般投射出的光斑是單點或面陣,是由一個點光源或多個光源組成的面光源發出,比如,在掃地機器人上單點激光雷達就較為普遍,而近年推出市場的Flash純固態激光雷達就是采用面光源,直接投射出覆蓋探測區域的激光。
圖片來源:北醒
最近激光雷達廠商北醒推出了一款一字線光斑純固態激光雷達TF-NOVA,作為一款測距應用的激光雷達傳感器,與傳統的激光雷達不同在于采用了線光斑紅外激光光源取代了傳統點光源,探測范圍比單點激光雷達更大,可以滿足更多不同應用需求。
介于單點激光雷達和Flash激光雷達的效果
根據北醒的介紹,TF-NOVA擁有14°×1°的視場角,探測幀率支持從1Hz到500Hz,采用車規級線光斑激光源以及精心設計的整形和準直光路,確保了激光能夠均勻覆蓋視場角范圍。
與Flash激光雷達一樣,TF-NOVA投射光斑即探測范圍隨著探測距離變化而變化。比如在1米距離時,光斑和探測的范圍就是24.5cm×1.75cm,距離增加時,光斑范圍也會隨之增大,比如在2米距離時的光斑范圍是49cm×3.5cm。
TF-NOVA的測量距離在0.1米到7米之間,在3%反射率,0Klux亮度環境下,測量范圍大于3米;10%反射率、0Klux環境下,測量范圍大于7米;在環境亮度較高時,10%反射率、100Klux下的測量范圍大于2米。據稱在實測過程中,最高量程可以高達12米。
測量距離得益于TF-NOVA采用了新一代的高性能SPAD接收芯片,SPAD的優勢在于高靈敏度,尤其是接收弱光信號時有較高的信噪比。北醒表示,新一代的感知芯片理論靈敏度是上一代的一萬倍,顯著提升了對黑色高亮反射目標的探測能力。例如黑色高光車輛,在室外也可獲得至少3m的探測能力,最大程度上消除了誤檢和漏檢的情況。
而在這樣的性能下,TF-NOVA的尺寸和重量也較為極致,整體尺寸僅為26.5mm×21.05mm×12mm,比一顆5號電池還小,重量也不到5g。同時支持UART、IIC、I/O等多樣化接口,這也使得TF-NOVA更加容易應用于各種場景,集成在多種系統中。
創新應用場景
從性能上看,這顆激光雷達實際的用途主要會面向一些輕量的應用,探測能力介于普通的單點激光雷達和Flash激光雷達之間。
官網的應用場景也顯示,這款產品主要可以應用于車載自動門防撞、智能軌道運輸車輛避障、機器人防跌落和避障、智慧停車、攝像頭輔助對焦等場景。
其中車載自動門防撞的應用很有意思,因為近幾年在新能源汽車上電動門開始大規模應用,但也出現了不少問題,比如沒有識別到障礙物造成車漆損壞等。
圖片來源:北醒
目前車載的電動門中,一般是采用毫米波雷達進行障礙物檢測,而北醒提供的方案是,將TF-NOVA隱藏式安裝在后視鏡下方,激光雷達探測范圍平行于車門并向外略微傾斜約20cm。在打開車門時,激光雷達的探測區域就可以跟隨車門一起運動,并在車門開啟運動軌跡上提前探測一段距離。也就是說可以在車門距離障礙物20cm時就可以探測出來,并停止電動門打開的動作。
小結:
線光斑光源其實在一些遠距的混合固態ADAS激光雷達中已經有所應用,比如炬光科技在近年推出了多款針對混合固態前向遠距激光雷達的線光斑發射模組,已經在一些車載激光雷達產品上量產。而這次北醒推出的TF-NOVA,則開拓了線光斑光源的新的應用場景,至于市場接受度如何,我們還將繼續觀察。
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