什么是激光雷达?目前面临哪些挑战?

激光雷达是一种利用光测距来创建深度地图的技术，但这种技术昂贵且体积庞大。MEMS反射镜如何帮助降低激光雷达的成本，什么是激光雷达，以及激光雷达如何帮助物联网解决方案？

什么是激光雷达？

激光雷达代表光探测和测距，其工作方式与雷达非常相似。一个光源，通常是一个激光器，发射一束光，光束被发射、反弹和被传感器探测到之间的时间被仔细测量。从这里，可以计算光源和远处物体之间的距离。然而，并非所有的激光雷达系统都使用简单的定时机制，对于短距离内要求精度的应用，使用相移，从而可以利用出射光和入射光之间的相位差来推断距离。

激光雷达目前面临哪些挑战？

激光雷达是一项有许多实际应用的技术，包括自动驾驶汽车、完全自主无人机和三维空间测绘。然而，激光雷达有几个问题阻碍了其广泛应用的能力，这也使其价格昂贵。第一个问题是需要一个机械反射镜来偏转激光束，而这需要一个马达来旋转反射镜。这样的电动机不仅消耗大量的电力，而且会使系统变得异常庞大。这样的反射镜通常也很昂贵，最终的结果是一个大而重的系统，只能集成到大型应用程序中。虽然省去旋转镜可以使激光雷达变得便宜，但其结果是视场非常狭窄，但许多激光雷达应用需要大视场。

什么是MEMS反射镜？

MEMS代表微电子机械系统，可以被认为是由电驱动的微型机器。这些可以包括齿轮、齿轮、车轮和悬臂梁，它们用于制造大多数传感器，包括陀螺仪、加速度计和振动传感器。MEMS反射镜是一种微型反射镜，它附着在一个小机械装置上，当电流通过它时，它就会偏转，并且可以用来将反射镜指向不同的角度。

研究人员是如何利用MEMS反射镜来帮助激光雷达的？

认识到MEMS反射镜可以用于激光偏转，佛罗里达大学的一个研究小组已经制造出一个原型激光雷达系统，它不仅具有广阔的视野，而且耗电量非常低，而且可以很容易地安装在小型应用中。激光雷达系统利用MEMS反射镜作为激光雷达系统的扫描元件，其结果是一个9V的电池可以为激光雷达装置供电。激光雷达原型还集成了一个被动红外传感器（通常用于安全系统），以检测个人的存在，如果没有检测到，则系统断电。该团队计划开发他们自己的激光雷达系统，不仅可以进一步缩小尺寸，还可以降低功率。

激光雷达系统的未来是什么？

使激光雷达体积更小、成本更低，将有助于将其集成到许多应用中，包括物联网传感器、自主车辆和能够绘制周围环境地图的控制系统。这样的功能可以实现目标跟踪、目标识别和目标回避，这些都是单台摄像机难以完成的任务。与相机系统相比，激光雷达具有优势，因为它提供了距离测量，这意味着一个传感器可以在不需要人工智能的情况下分辨出前景或背景中的物体之间的差异。虽然相机可以根据物体的外观（颜色、形状和大小）来识别物体，但理论上，激光雷达可以用于物体轮廓，但这只有在物体自身突出时才能起作用。激光雷达系统的分辨率足以产生平滑的物体轮廓。总的来说，激光雷达是一种快速的技术，在需要即时距离测量的自动车辆中非常有用，而不需要人工智能算法来尝试和识别平面二维图像中的物体。
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