자동차 LiDAR는 점점 더 많은 관심을 받고 있으며 점차 광범위한 응용 분야를 포괄하고 있습니다. 그러나 Automotive LiDAR에는 두 개의 주류 레이저 대역이 있습니다. 이미징 기술 솔루션을 고려하지 않고 이 두 대역의 장점과 단점에 대해 논의할 것입니다. LiDAR 시스템에서 레이저는 레이저 펄스를 생성합니다. 레이저 변조기는 빔 컨트롤러를 통해 빛의 방향과 채널을 제어합니다. 마지막으로 발광 광학계를 통해 빛이 목표물에 방출됩니다.
파장은 레이저의 가장 중요한 지표이며 일반적으로 인간의 눈 안전, 대기와의 상호 작용, 선택적 레이저 및 광 검출기의 네 가지 요소가 고려됩니다. 레이저는 단색, 단일 파장의 빛입니다. 자외선(10-400nm), 가시광선(390-780nm) 및 적외선(760nm-1mm)을 포함하여 다양한 응용 분야에 대해 서로 다른 생성기로 서로 다른 레이저를 생성할 수 있습니다. 400-1400nm 파장 대역에서 레이저는 유리체를 통과하여 망막에 초점을 맞출 수 있습니다. 망막의 온도가 10°C 이상 상승하면 광수용체 세포가 손상됩니다. 400nm 이하 또는 1400nm 이상의 레이저는 수정체와 각막에 흡수될 수 있으므로 이러한 대역의 고출력 레이저는 백내장을 유발하거나 결정체를 태울 수 있습니다. 근적외선 레이저는 광수용체 세포가 그러한 레이저에 민감하지 않기 때문에 사람의 눈에 손상을 줄 가능성이 가장 큽니다. 눈에 영구적인 마모는 눈이 느끼기 전에 발생했을 수 있습니다.
인간의 눈에 대한 손상을 피하기 위해 LiDAR는 두 가지 파장 범위를 선택할 수 있습니다. 하나는 1000nm 이내이며 일반적인 값은 905nm입니다. 이 경우 저비용의 성숙한 제품인 실리콘을 수신기로 사용할 수 있습니다. 다른 하나는 1000~2000nm 사이이며 일반적인 값은 1550nm이며 이 파장은 실리콘으로 감지할 수 없으며 Ge/InGaAs 감지기가 필요합니다. InGaAs 광 검출기와 비교할 때 Si 검출기는 실제로 더 성숙합니다. 그러나 최근 몇 년 동안 1550nm LiDAR의 급속한 발전으로 Si 및 InGaAs 검출기(둘 다 APD 참조) 사이의 가격 격차가 빠르게 좁혀졌습니다. 동일한 출력으로 1550nm 레이저의 눈 안전 성능은 905nm의 40배가 될 수 있어 더 높은 출력의 LiDAR가 더 긴 감지 범위를 달성할 수 있습니다. 따라서 우리는 첫 번째 결론을 도출할 수 있습니다. 1550nm 레이저는 905nm 레이저보다 더 나은 눈 안전과 더 긴 감지 범위를 가지고 있습니다.
905nm에 비해 1550nm의 두 번째 장점은 전자가 강한 대기 투과성과 더 높은 탐지 정확도를 가지고 있다는 것입니다. 1550nm 레이저는 강한 간섭 방지 능력, 더 나은 빔 조준 및 밝기를 가지고 있습니다. 이러한 이점을 통해 LiDAR는 보다 효율적인 레이저 방출 및 수신을 소유하여 보다 정교한 물체 인식을 달성할 수 있습니다. 또한 1550nm 레이저는 빔 발산이 더 좋으며 스폿 직경 크기는 100m 거리에서 905nm 레이저의 1/4입니다.
905nm 이상의 1550nm 레이저의 단점 중 하나는 비와 눈이 오는 날씨에서 침투 능력입니다. 둘째, 1550nm LiDAR는 일반적으로 파이버 레이저를 광원으로 채택하는데, 이는 905nm 광원보다 더 복잡한 기술입니다. 광원 및 감지기의 비용, 1550nm LiDAR의 크기, 공급망의 성숙도에는 명백한 결함이 있습니다. 1550nm 레이저의 높은 전력 소비로 인해 열 발산도 문제입니다.
905nm와 1550nm의 각각의 장단점은 매우 명백하므로 자동차 LiDAR에서 두 파장의 레이저가 공존할 것이라고 믿습니다. 2
