激光雷达提供更高的传感器精度
激光雷达提供更高的传感器精度
当前科技应用有多种测距技术，包括红外、超声波、激光等技术，其中采用激光进行测距的激光雷达（LiDAR, Light Detection and Ranging）可提供更高的传感器精度，因此成为许多测距应用的首选，例如自动驾驶汽车、运动比赛、市场营销活动等。本文将为您介绍激光雷达的技术发展，以及艾睿电子推出的演示板所具备的功能特性。
全方位无盲点的侦测技术
所谓的激光雷达是结合了光学、激光扫描、数据处理技术，是全方位无盲点的人体和物体检测技术。以往单纯使用光学（如摄像机）方式来侦测环境中的人事物，但却由于传感器的精准度不佳，而导致许多不必要的假警报。结合了激光扫描，则可以有效地提升感测的准确度，若搭配3D激光扫描技术，可以精准地检测到对象的所在位置、距离、大小、形状等信息，可大幅提升感测的精度。
激光雷达会发射激光以搜索对象所在的区域，并测量对象所处的距离。距离是使用飞行时间（Time of flight, ToF）技术来进行测量，ToF是指投射的激光碰到物体并反射出回传感器所花费的时间，通过激光反射所需的微小时间差，可以获取3D图像，从而可以进行实时测量。
实时检测功能是自动驾驶汽车的完美选择
3D激光雷达不仅可以区分形状和物体，而且还可以侦测到物体的移动，这意味着可以获取道路上移动的人员或车辆的数据，通过实时检测，甚至可以测量多个人之间的空间及其步行速度，并从累积的行为数据中，可以确定行人和车辆的行为模式，从而预测可能的突发举动或检测可疑的活动。
3D测量的另一个特点是能够从正面、鸟瞰和其他任何角度查看3D环境中的数据，因此除了可从各个角度获取有关移动人员和车辆的数据之外，还可以获取来自诸如地理特征和建筑物结构的信息反馈。
这种实时检测功能是自动驾驶汽车开发的完美选择，自动驾驶车辆必须能够检测自己的位置以及附近的其他车辆、行人和障碍物。搭配陀螺仪传感器（用于稳定性）和GPS（用于位置数据）链接的3D激光雷达，可以获取高度详细的3D实时数据，检测到行人与车辆以确保安全，并创建用于自动驾驶的高精度地图，它还可以分辨出道路标线和沥青路面之间的区别。
通过数据对体育／市场营销／建筑工地做行为分析
3D激光雷达除了应用在汽车自动驾驶之外，预计将来还可广泛的应用在安全、营销和体育领域中的使用行为分析。例如，在安全应用方面，该系统可以根据检测物件的大小以及行为分析数据，来区分人与动物之间的差异，以建立更高精度的安全系统。在市场营销中，可以用3D激光雷达在商店中监视货架，以识别受欢迎的产品，并进行实时的库存管控与营销活动。
在体育运动中，例如在足球场上同时使用多个3D激光雷达，便可以实时跟踪运动员在广阔场地上的位置，通过收集有关每个运动员的跑步速度和距离的详细数据，以及创建其运动区域的轨迹图，便可以帮助制定更有效的运动比赛策略。
此外，3D激光雷达也可用于运输／建筑业进行3D形状测量，可以一次性地监视大面积区域，可用于监控土木工程或建筑工地的安全性。在大面积的运输仓库和土木工程现场，货物和材料一直在移动，通过形状测量可以识别危险物品，并防止盗窃事件的发生。在土木工程和建筑工地，也可以用于跟踪进度，并可以对危险或需要提前检查的事务进行预测。
激光雷达演示板协助客户加快开发速度
为了协助客户加快激光雷达的开发速度，艾睿电子推出了激光雷达的演示板，可供客户应用评估与参考。这款单信道激光雷达演示板，可用于演示具有激光雷达ToF测距技术的高速光学前端，具有长达50m的测量距离，并且激光雷达ToF架构可将其应用扩展到消费类和工业领域，甚至汽车领域。
这个单信道激光雷达演示板具有操作简单，易于协助客户根据激光雷达ToF技术来进一步开发，激光雷达能进行快速切换，从而可以用更低的功耗实现更长的操作距离。
这个用于ToF距离测量的激光雷达传感系统采用905nm不可见光的75W激光二极管，和高灵敏度光电倍增管，以及高带宽、低延迟光学前端系统组成，可支持远距离测量，通过时间数字转换器（Time-to-Digital Converter, TDC）提供准确的ToF时序测量，然后转换为距离信息，通过快速eGaN FET晶体管和栅极驱动器控制，激光二极管上的短脉冲（<15纳秒）可以较小的输入功率，提供良好的激光光功率输出，在相同的激光二极管功率下可以节省功耗，且所有的系统都可用单电源供电。
采用一时之选的核心芯片
WMRAG32K76CS1C00R0
艾睿电子这款单信道激光雷达演示板采用众多一时之选的核心芯片，包括ADI ADCMP600高速比较器、射频4GHz HMC589A MMIC放大器、LT8330 DC/DC升压转换器与200mA LT3082C低压差稳压器，并采用ROHM的75W RLD90QZW3激光二极管，EPC公司的EPC2212 100V eGaN FET，安森美半导体的RD系列硅光电倍增管SiPM，TI的LMG1020 GaN FET超快速栅极驱动器，与TDC7201时间数字转换器，NXP公司的32位ARM Cortex M4 LPC54606微控制器，Recom Power的RAC05-05SK AC/DC转换器，以及Murata的WMRAG32K76CS1C00R0 MEMS谐振器与LQH3NPZ_GR系列繞線式鐵氧體磁芯功率電感器。
这款单信道激光雷达演示板可应用于距离测量、速度测量、安全／接近感应、建筑信息模型、汽车停车辅助系统、机器视觉、保安系统等，应用领域相当广泛。
结语
激光雷达具备高准确性的距离量测能力，使其成为高精度距离量测应用的最佳选择，应用领域也日趋多样，市场需求激增。艾睿电子推出的单信道激光雷达演示板，将可加快厂商相关产品的开发速度，值得有兴趣抢进激光雷达应用市场的厂家参考。