激光雷達用多面體反射鏡和激光掃描器 特集 第１卷

激光雷達用多面體反射鏡和激光掃描器 特集 第１卷

多邊形 vs. 振鏡

多邊形和振鏡掃描器比較如下所示。

1. 扫描角度

多邊形	振鏡
四面多邊形將提供120度視場角。使用三面鏡、並且通過照射多個面可以實現360度視圖。是振鏡掃描儀不可能實現的。	通常限於+/- 20度機械角或80度光學角。
良好	低下

多邊形　良好	四面多邊形將提供120度視場角。使用三面鏡、並且通過照射多個面可以實現360度視圖。是振鏡掃描儀不可能實現的。
振鏡　低下	通常限於+/- 20度機械角或80度光學角。

2. 速度穩定性

多邊形	振鏡
多邊形掃描儀可以以幾百RPM到50K RPM的各種速度運行，同時仍保持高速穩定性。這使得配備多邊形的激光雷達單元能夠在寬視場（Field of View）下捕獲高分辨率圖像，即使是長距離測量也是如此。	振鏡具有非線性掃描速率，這意味著掃描速度在中心最快，在拐角處最慢。這會在車輛前方產生低分辨率圖像，在接近角落時產生高分辨率圖像。
良好	低下

多邊形　良好	多邊形掃描儀可以以幾百RPM到50K RPM的各種速度運行，同時仍保持高速穩定性。這使得配備多邊形的激光雷達單元能夠在寬視場（Field of View）下捕獲高分辨率圖像，即使是長距離測量也是如此。
振鏡　低下	振鏡具有非線性掃描速率，這意味著掃描速度在中心最快，在拐角處最慢。這會在車輛前方產生低分辨率圖像，在接近角落時產生高分辨率圖像。

3. 掃描速率和功耗

多邊形	振鏡
多邊形掃描儀可以快速掃描，功耗低，孔徑大，具有恆定的掃描速度，並且需要相對較低的功率。一般比往復式振鏡掃描儀的掃描速度快10倍。	振鏡掃描儀是往復式裝置，在最大速度下，掃描速率不是線性的，並且功耗非常高（可以達到數百瓦）。小孔徑振鏡掃描儀可以快速掃描，但小孔徑限制了掃描範圍。順便說一句，Y軸振鏡掃描儀移動相對較慢，因此功耗很低。
良好	低下

多邊形　良好	多邊形掃描儀可以快速掃描，功耗低，孔徑大，具有恆定的掃描速度，並且需要相對較低的功率。一般比往復式振鏡掃描儀的掃描速度快10倍。
振鏡　低下	振鏡掃描儀是往復式裝置，在最大速度下，掃描速率不是線性的，並且功耗非常高（可以達到數百瓦）。小孔徑振鏡掃描儀可以快速掃描，但小孔徑限制了掃描範圍。順便說一句，Y軸振鏡掃描儀移動相對較慢，因此功耗很低。

4. 成本

5. 熱問題 / 壽命

多邊形掃描器具有優於振鏡的優點。操作範圍靈活，高精度掃描，長壽命。解決了低成本高效益。當今一些最著名的機載激光雷達製造商正在使用振鏡 - 振鏡（雙振鏡的掃描方式）開始開發，因為它是一種通用的、現成的、易於實現的技術。另一方面，多邊形掃描器在激光打印機市場之外並未得到很好的理解、是許多廠商的主要障礙。這就是多邊形掃描器雖然具有振鏡的優勢，但大多數試圖實現多邊形掃描器的OEM在其時間和成本預算內將無法取得成功的原因。

MEMS微振鏡的研究

幾年前，MEMS微振鏡承諾是一種低成本的多邊形和振鏡掃描器的替代品。有人認為MEMS是固態技術，但事實並非如此。MEMS是小而易碎的機械反射鏡。掃描速度是溫度的函數，易被車輛運行擾亂，無法分辨它指向的位置。在速度上，MEMS掃描儀是一種共振式運作，中心高速驅動掃描速度最快，在每次掃描結束時最慢。這意味著掃描中心的分辨率最低，與激光雷達所需的分辨率相反。多邊形鏡面通常是平坦的λ/ 4 @ 633nm。這對於數百米的高分辨率掃描非常有用。但MEMS反射鏡上很難找到平坦度規格。薄而脆弱的MEMS鏡面平坦度被描述為薯片！這限制了MEMS掃描範圍非常短。MEMS反射鏡懸浮在非常細的扭杆之間，這些扭杆在其壽命結束時會突然斷裂。MEMS掃描儀是固態的說法是錯誤的。

多邊形掃描儀和振鏡掃描器已用於地面和空中移動環境中的商用和軍用激光雷達中，是最有實績的激光掃描技術。多邊形和振鏡掃描器具有更大的通光孔徑，適用於較大的掃描角度和掃描範圍中。具有競爭力的價格，已被證明適用於移動激光雷達中。

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