驾驶军用标准激光雷达的发展自主汽车

国防工业,以其高性能和崎岖的环境要求,一直驱动开发先进的技术平台,而到商业和消费应用程序中。bob投注体育信赖吗军事技术的商业化一般力量降低成本,通过流程优化等手段,在开放的市场条件下竞争。然而,在某些使用者应用程序的需求越来越严格的和接近的军事标准(mil-spec)使用。bob投注体育信赖吗在汽车行业尤其如此,司机援助和自动驾驶技术的兴起,使激光雷达平台最初开发用于军事和国防-要求的性能规格更紧密地匹配最初的军事规格,由于司机安全岌岌可危。

与不断上涨的需求组件和模块的性能,设计规则应用于低成本消费级产品需要重新设计。BOBapp体育下载考虑冲击和振动等性能在高湿度环境中,和热管理的所有方面的设计过程的影响。

军事标准长期以来崎岖的组件如何定义需要为了生存在严酷的环境下。在空中,在地上或者在海上,条件非常苛刻,不仅为士兵还支持技术。

在光电子领域组件如激光器和探测器,这有无人驾驶军用无人机使用激光雷达测距和地形映射。Daryl骑士/ 123 917年射频激光雷达。indd 28 8/22/2017 1:45:34光子谱2017年9月29日下午通常意味着包装发射器或探测器芯片金属外壳。通常被称为(晶体管大纲)包,这些在各种行业标准,如5(直径8.1毫米帽)。包包含一个头用别针别上的芯片安装,然后线焊,然后密封在真空和一顶帽子。这实质上海豹包内的芯片周围的惰性气体和保护环境。这种类型的包非常适用于幸存的各种环境条件,如冲击、振动和温度循环,以及高低温操作。

这些包的建设有一个固有的高成本,可以限制他们使用在特定的商业应用程序。bob投注体育信赖吗甚至国防工业不受这一现实,在商用现货设备采购时可以避免定制成本就越高。在消费产品的世界里,包括在汽车应BOBapp体育下载用程序、成本约束成为关键任务。bob投注体育信赖吗

包装在半导体世界演进现在到达光电产业。在今天组装厂,大部分印刷电路板总成组装使用拾起并定位机器人工具。大多数组件利用表面装配技术,消除了需要焊料波过程,而不是依赖回流炉焊接的各种组件。

光电设备,一个基本的使用特点推迟引入表面装配包:光。而集成电路不需要监控环境,光电表面包必须支持光的传播。这带来了新的挑战——当封装雪崩二极管,例如——这些探测器在高偏压下运行。环氧树脂与离子含量高,例如,看到这些指控会移动的高电场和噪音插入系统。小心选择材料的选择和资格在本例中是至关重要的。

在激光方面,出现不同的挑战,非常高的光强度退出设备与环氧树脂封装,从而导致局部加热和退化的方面。一旦克服这些挑战,显著的优势在过渡到表面装配技术包括消除金属化孔所需的波峰焊接组件,允许单个回流过程对于所有组件,降低成本和更紧凑的设计。

自主车辆技术的兴起,激光雷达已经成为主要探测模式使汽车的愿景。如国防,汽车工业设置很高的合格标准组件。在某些情况下,需要满足的资质等级更高。

这提出了一个特别的挑战,因为开发人员可以不再依靠尝试和测试包以前讨论的原因。他们现在不得不处理特定于应用程序的环境条件管理良好的密封包装,主要是湿热,使用表面包。

激光雷达组件产品分为两个家庭——排放源和探测器。发射器,使用高强度脉冲激光器,探测器一侧,雪崩二极管(adp)是常用的由于他们内部获得,便于信号处理和改善信噪比(信噪比)。在汽车应用中使用这些系统前瞻bob投注体育信赖吗性方向,任何目标的激光脉冲反射在汽车的前面。通常涉及到望在距离200米。光反射的目标然后发现与高灵敏度adp,使激光雷达系统的基本数据,需要在软件重构图像。在处理环境条件如下雨和大雾,驱动电路和软件会影响性能,因为将选定的波长。搬到1550海里从905 nm,例如,将提高激光的传播由于不同水汽吸收波段红外。这个波长的背景光的水平也较低,这也进一步帮助提高信噪比。还有其他方面的考虑选择一个系统波长时,如下进一步的讨论。

在国防方面,类似的应用程序越来越无人机(uav)市场空间。bob投注体育信赖吗这里,负载重量成为一个重要的考虑因素考虑到单位的需要维持一定程度的可操作性。激光雷达系统在这些情况下可以用于避碰,着陆援助或地形映射。

完全密封的密封是不可能在一个epoxy-encapsulated表面装配方案,但仔细选择包的环氧树脂材料和适当的设计将导致高度可靠的设备。在Excelitas,工程师运行de -恶习生活通过非常严格的测试,包括高温、高湿测试了数千小时,发布前一个产品市场。

对环氧封装设备;热也是一个挑战能相反,没有固体的金属散热的环境或设备本身产生的。特别是在活跃的设备,如脉冲激光器。非常短的脉冲,10 ns例如,生成大量的峰值功率(数百瓦峰)。工程师必须找到一个方法来消除这些热量从激光芯片以其结温保持在最低水平最大化的可靠性。开发设计规则的基质成为criti——卡尔在克服这一挑战。

激光雷达系统的另一个关键因素是波长的操作。人类的眼睛可以看到从大约390到780纳米。这限制了使用这些波长的激光雷达系统,原因显而易见。想象每辆车在洛杉矶与红色或绿色激光引导车辆。这不仅是不切实际的,这也是一个安全问题。人类的眼睛是最容易被这些波长受损,可以看到。一旦在这个范围之外,仍有风险,但你仍然可以照亮场景与更高的权力和保护眼睛的安全。

在遗留国防测距应用程序,即使在今天,905纳米波长的选择。bob投注体育信赖吗它不仅是外部的可见光谱的眼睛,它很好匹配硅探测器的响应率峰值,让一个优秀的配对。更大的可用功率,同时保留眼睛安全、系统部署在1550海里。这需要不同的探测器材料,现在远离InGaAs硅。从系统的角度来看,这有优势,因为它可以远程进一步;然而它确实增加成本。处理InGaAs晶圆是一个更复杂,时间更长,比硅更昂贵的过程。这是当前汽车激光雷达系统的另一个原因聚集约905海里。相信,然而,未来的系统最终将包括更长的波长。

解决现代激光雷达系统中发挥作用。自主车辆的最终目标是使系统能够作为一个人,没有司机注意力分散造成的风险。除了加强司机流动性,终极目标是减少事故的发生,使道路更加安全。早期的激光雷达系统使用点光源和探测器——换句话说,一个发射器和一个探测器。工程师们必须挂载的倍数这些系统中,并创建一个3 d场景的图像,如以固定速度旋转装配。

在现代系统中,原始设备制造商正在寻求使用数组的发射器和光电探测器分辨率增加。这提供了多个像素激光或探测器都在相同的结构,但也使它更具挑战性激光的热量。模具安装材料需要散热的一种方式,尤其是在系统中所有像素都解雇了。达到所需的价格点,收益率要高,在单片阵列;模具的整体收益率将单一像素产生的数组中元素的数量。衬底材料的选择也需要仔细的审查,以避免扭曲长和狭窄的数组。所有这些设计方面必须考虑为了维持两个组件的性能和长期可靠性。

光电子封装技术发展随着时间的推移,从国防工业遗产包设备的小型汽车使用表面装配组件。公分母是这两个行业非常重视可靠性标准。激光雷达的集成汽车应用程序现在将传感器的边界,发射器和包装设计最终达到或超过类似规bob投注体育信赖吗格以低得多的价格点消费空间。