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新型激光雷达传感器使用反射镜提高效率

2020-08-27
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摘要 该传感器旨在支持智能家居技术,可以使用9伏电池供电。

  光检测和测距(LiDAR)技术依赖于快速,精确定时的激光脉冲–对于各种传感器(包括支持物联网(IoT)的传感器)都是有用的应用程序。但是,许多目前依赖LiDAR的传感器价格昂贵,体积庞大,笨重且耗电。

  一组研究人员为基于LiDAR的传感器提出一种新颖的设计,该设计既价格合理,且功率低。该传感器依靠微机电(MEMS)反射镜的集合来实现高效率,仅需由9伏电池供电。

  “该系统特别适合智能建筑,” 参与新LiDAR传感器设计的佛罗里达大学教授谢慧凯说,“例如,该系统可以使供暖,通风和空调(HVAC)系统通过估计人口分布并跟踪人们的活动来控制气流。”

  然而,一个突出的问题是创建可在不消耗过多能量的情况下实现宽视野的LiDAR传感器。现有设计倾向于依靠电动光机扫描仪来分散LiDAR信号并获得更宽的视野,但是这些设备通常消耗约10瓦的功率。

  便携式外壳中的低功耗MEMS LiDAR

  Xie小组的新设计取代了电动光机械扫描器,而是依靠MEMS反射镜来控制LiDAR信号。与通常使用的笨重的电动扫描仪相比,这些反射镜所需的操作功率大大减少。此外,无源红外传感器可确保仅当有人在场时才激活整个系统。

  Xie说,他希望将来该传感器不仅用于检测智能家居中的人员,而且还将用于从机器人技术到小型无人飞行器的各种应用。

  目前,该设计依赖于现成的飞行时间(TOF)引擎来分析返回的激光信号,谢说这是体积最大,能耗最高的组件。展望未来,他的团队计划开发自己的,使用更少能源的小型(TOF)设备。他还说:“我们将通过制造具有更大光学孔径,更大扫描角度和更快扫描频率的MEMS反射镜来继续推进MEMS技术。”

  “整个MEMS LiDAR系统可由电池供电,最大功耗为2.7 W,”谢说。“被动式红外传感器可使系统进入空闲模式,从而将电池寿命延长三倍或更多。”

  Xie说,他希望在将来,这种传感器不仅可以用于检测智能家居中的人,还可以用于从机器人技术到小型无人飞行器的各种应用。

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