【摘要】：MEMS微鏡掃描激光雷達(dá)具有視場和分辨率可電控、體積小、重量輕等突出優(yōu)勢,是車載激光雷達(dá)的重要發(fā)展方向。本論文以MEMS微鏡掃描激光雷達(dá)的研制為背景,研究了基于MEMS微鏡的半導(dǎo)體激光準(zhǔn)直發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計問題,旨在為課題組正在研發(fā)的激光雷達(dá)提供發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計方案。論文調(diào)研了激光成像雷達(dá)的發(fā)展現(xiàn)狀、概述了光學(xué)掃描技術(shù)的進(jìn)展,在此基礎(chǔ)上,提出了 MEMS微鏡掃描激光雷達(dá)發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計方案,通過理想光學(xué)系統(tǒng)建模,推導(dǎo)了掃描發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)探測光束發(fā)散角和系統(tǒng)掃描視場與光學(xué)系統(tǒng)各組成部分參數(shù)之間依賴關(guān)系的計算公式。以上述依賴關(guān)系為基礎(chǔ),結(jié)合透鏡D/f的限制以及光學(xué)系統(tǒng)指標(biāo)要求,完成了發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)核心透鏡組參數(shù)設(shè)計,并利用ZEMAX軟件進(jìn)行了各透鏡組的具體設(shè)計。經(jīng)ZEMAX軟件的仿真評估,所設(shè)計發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)的掃描視場達(dá)到27°,對于SPLLL90_3激光器的探測光束發(fā)散角為30mrad。在實驗上,進(jìn)行了 3組不同參數(shù)組合發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)的掃描范圍和探測光束發(fā)散角的實驗,得到了與理論分析相一致的結(jié)果。通過實驗,驗證了本論文所提MEMS微鏡掃描激光雷達(dá)發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計方案的正確性,為MEMS微鏡掃描激光雷達(dá)研制探索了一種發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計方案。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH74
【圖文】：

所自主研發(fā)的無人駕駛汽車所采用的激光雷達(dá)就是Ｖｅｂｄｙｎｅ公司的６４線激光雷達(dá)。逡逑１邋ｍ逡逑圖１．１邋Ｖｅｌｏｄｙｎｅ公司的１２８線激光雷達(dá)ＶＬＳ－１２８邐圖１．２谷歌公司無人駕駛汽車逡逑硅谷新銳Ｑｕａｎｅｒｇｙ公司于２０１２年成立，雖然公司成立時間不長，但其在民用激光逡逑雷達(dá)領(lǐng)域領(lǐng)先地位己經(jīng)得到全球的認(rèn)可。最新的產(chǎn)品全固態(tài)激光雷達(dá)Ｓ３是２０１６年逡逑Ｑｕａｎｅｒｇｙ在國際消費類電子產(chǎn)品展覽會發(fā)布的產(chǎn)品，其激光掃描是通過光學(xué)相控陣技術(shù)逡逑實現(xiàn)，通過相控陣技術(shù)和芯片集成化的生產(chǎn)方式極大地提升了生產(chǎn)效率，從而降低了激逡逑光雷達(dá)的成本，其價格還將隨著量產(chǎn)規(guī)模繼續(xù)下降。２０１４年９月，告訴與奔馳公司達(dá)成逡逑戰(zhàn)略合作關(guān)系，為奔馳研發(fā)無人駕駛汽車。如圖１．４，奔馳自動駕駛測試車車上使用的逡逑激光雷達(dá)即是Ｑｕａｎｅｒｇｙ公司第一代產(chǎn)品Ｍ８－１邋0逡逑圖１．３邋Ｑｕａｎｅｒｇｙ公司的全固態(tài)激光雷達(dá)邐圖１．４邋Ｓ３奔馳自動駕駛測試車逡逑１．２．１．２激光成像雷達(dá)國內(nèi)研宄現(xiàn)狀逡逑國外對激光雷達(dá)的研宄起步較早，早在上世紀(jì)７０年代就開始了研究，并在該技術(shù)逡逑領(lǐng)域一直處于領(lǐng)先地位。相比較國外而言，國內(nèi)對激光雷達(dá)的研宄起步稍晚些，雖然國逡逑內(nèi)在成像激光雷達(dá)系統(tǒng)領(lǐng)域也進(jìn)行了多年的研宄

１邋ｍ逡逑圖１．１邋Ｖｅｌｏｄｙｎｅ公司的１２８線激光雷達(dá)ＶＬＳ－１２８邐圖１．２谷歌公司無人駕駛汽車逡逑硅谷新銳Ｑｕａｎｅｒｇｙ公司于２０１２年成立，雖然公司成立時間不長，但其在民用激光逡逑雷達(dá)領(lǐng)域領(lǐng)先地位己經(jīng)得到全球的認(rèn)可。最新的產(chǎn)品全固態(tài)激光雷達(dá)Ｓ３是２０１６年逡逑Ｑｕａｎｅｒｇｙ在國際消費類電子產(chǎn)品展覽會發(fā)布的產(chǎn)品，其激光掃描是通過光學(xué)相控陣技術(shù)逡逑實現(xiàn)，通過相控陣技術(shù)和芯片集成化的生產(chǎn)方式極大地提升了生產(chǎn)效率，從而降低了激逡逑光雷達(dá)的成本，其價格還將隨著量產(chǎn)規(guī)模繼續(xù)下降。２０１４年９月，告訴與奔馳公司達(dá)成逡逑戰(zhàn)略合作關(guān)系，為奔馳研發(fā)無人駕駛汽車。如圖１．４，奔馳自動駕駛測試車車上使用的逡逑激光雷達(dá)即是Ｑｕａｎｅｒｇｙ公司第一代產(chǎn)品Ｍ８－１邋0逡逑圖１．３邋Ｑｕａｎｅｒｇｙ公司的全固態(tài)激光雷達(dá)邐圖１．４邋Ｓ３奔馳自動駕駛測試車逡逑１．２．１．２激光成像雷達(dá)國內(nèi)研宄現(xiàn)狀逡逑國外對激光雷達(dá)的研宄起步較早，早在上世紀(jì)７０年代就開始了研究，并在該技術(shù)逡逑領(lǐng)域一直處于領(lǐng)先地位。相比較國外而言，國內(nèi)對激光雷達(dá)的研宄起步稍晚些，雖然國逡逑內(nèi)在成像激光雷達(dá)系統(tǒng)領(lǐng)域也進(jìn)行了多年的研宄

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2742767