机械激光雷达与固态激光雷达优劣

激光雷达作为机器人和无人驾驶的核心传感器，其重要性不言而喻，目前，根据有无机械部件来分，激光雷达可分为机械激光雷达和固态激光雷达，虽然固态激光雷达被认为是未来的大势所趋，但在当前激光雷达战场，机械激光雷达仍占据主流地位。

机械激光雷达带有控制激光发射角度的旋转部件，而固态激光雷达则无需机械旋转部件，主要依靠电子部件来控制激光发射角度。

机械激光雷达主要由光电二极管、MEMS反射镜、激光发射接受装置等组成，其中机械旋转部件是指可360°控制激光发射角度的MEMS发射镜。

固态激光雷达则与机械激光雷达不同，它通过光学相控阵列（OpticalPhasedArray）、光子集成电路（PhotonicIC）以及远场辐射方向图（FarFieldRadiationPattern）等电子部件代替机械旋转部件实现发射激光角度的调整。

由于内部结构有所差别，两种激光雷达的大小也不尽相同，机械激光雷达体积更大，总体来说价格更为昂贵，但测量精度相对较高。而固态激光雷达尺寸较小，成本低，但测量精度相对会低一些。

此外，相比固态激光雷达，机械激光雷达有一个更为明显的优势就是其360°视场，可以在机器人或汽车的顶部固定安装一个激光雷达，便可360°感知周围环境，反观固态激光雷达，需要固定在某些适当的位置，视场角一般在120°以内，因此，如应用于无人车中，至少需要用到4台才能达到机械式激光雷达一样的覆盖范围，数量越多，也意味着成本越高。

固态激光雷达还有另一个不大明显的优势，人眼安全法规允许运动的激光源发射比固定激光源更高的功率。

所有1级安全系统的设计必须确保人员不眨眼直视激光设备数秒钟，仍然不会受到伤害。

当采用固态扫描单元时，如果人眼处于激光扫描器几英寸的地方，可能会导致100%的激光射入眼内。但是如果采用机械激光雷达时，激光只集中于某个特定的方向，只有360°旋转的一小部分。因此，机械激光雷达可以为每个激光脉冲提供更高的功率，而不会造成眼睛损伤。这样可以更容易地检测到返射光，因此在可预见的未来，机械激光雷达可能要比固态激光雷达具有更大的探测范围优势。

同时，大部分领先的固态激光雷达设计，都面临着“远距离探测”这个显著的挑战。

MEMS系统中的微型扫描镜能投射的激光量有限。这使得远处物体反射激光束并被探测的难度很大。光学相控阵方案相对于其它技术，产生的光束发散性更大，因此很难兼顾长距离、高分辨率和宽视场。

而对于泛光成像激光雷达，每次发射的光线会散布在整个视场内，这意味着只有一小部分激光会投射到某些特定点。此外，光电探测器阵列中的每个像素都必须非常小，限制了它可以捕捉的反射光量。

总的来说，固态激光雷达虽有成本低、小型化、更容易量产等优势，但要大面积普及仍存在很大挑战，而机械激光雷达因其拥有的独特优势，预计在未来一些年将继续保持一定的市场地位。

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