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#三菱电机#开发MEMS式LiDAR，水平视角达到120度


三菱电机于 2020 年 3 月 12 日公布 ， 开发了一款搭载了可水平、竖直扫描的电磁驱动式MEMS（Micro-Electro-Mechanical System ， 微电机系统）Mirror 的、小型的、具有较广水平视角的“MEMS 式车载 LiDAR（Light Detection and Ranging ， 激光雷达）” 。 未来 ， 将进一步推进小型化、扩大垂直视野角度 ， 力求在 2025 年以后实现商用化 。
根据日媒 Monoist 报道 ， 新开发的 MEMS 式车载 LiDAR 大致有两大特征：其一 ， 开发电磁驱动式 MEMS Mirror ， 它利用水平、垂直双轴来扫描发射和接收的光 。 为了使车载 LiDAR 来获取前方车辆、行人等高精细的 3D 图像 ， 就需要把作为发射光的激光照射到对象物体上 ， 然后更多地收集由该物体反射产生的接收光 。 因此 ， 需要扩大设置在光路上扫描镜的尺寸、增大扫描镜的转动的角度 。
#三菱电机#开发MEMS式LiDAR，水平视角达到120度
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三菱电机开发的 MEMS 式车载 LiDAR 。 （图片出自：三菱电机）
新开发的 MEMS Mirror 通过独特的设计结构 ， 控制表面变形 ， 同时兼具业界最高级别的 7*5mm 尺寸、轻量化 ， 通过采用具有较高驱动力的电磁式 MEMS ， 实现了水平达±15 度、垂直达±3.4 度的较大转动角度 。 此外 ， 利用半导体加工技术 ， 可以在硅基板上大量生产 MEMS Mirror ， 因此容易实现量产 。 与利用马达驱动的设备相比 ， MEMS Mirror 具有搭载较少数量的零部件、更好的耐用性的预期优势 。
另一个特点是采用了新开发的 MEMS 反射镜和光学组件（多个激光光源、光探测器、透镜等）配置 ， 控制遮光现象（受到 LiDAR 内部零部件配置影响产生的遮住激光的现象） ， 确保水平视角达到 120 度 。 由于可以大范围地拍摄高精细的 3D 图像 ， 因此 ， 可以准确地检测行走在车辆前方的汽车、对面驶来的汽车、横穿马路的行人、红绿灯、标识等路边物体 。
利用此次开发的 LiDAR 获取的 3D 图像 。 （图片出自：三菱电机）
【#三菱电机#开发MEMS式LiDAR，水平视角达到120度】此外 ， 由于优化配置了信号处理线路基板、电源线路、收发光部件 ， 因此实现了 LiDAR 本身的小型化 。 外形尺寸为 108*105*96mm ， 也就是约 10cm 见方的尺寸 ， 体积为 900cc 。
另外 ， 扩大垂直视角和进一步实现小型化是未来开发的目标 。 就 MEMS Mirror 而言 ， 目标是通过改良其光束结构 ， 使垂直向的转动角度扩大至±6.0 度以上 。 同时 ， 就 LiDAR 本身的性能而言 ， 其目标是获得 25 度以上的垂直视角、更容易地检测近距离的车辆、行人 。 小型化的目标是体积降到 300cc 以下 。
2025 年 ， 全球车载 LiDAR 市场规模达到 3,300 亿日元
车载 LiDAR 是一种发射激光到车辆、行人等周边对象物上 ， 通过测算光反射回来所花费的时间来计算距离 ， 然后实时、且立体地把握周边情况的传感器 。 车载 LiDAR 是高度发展 ADAS（Advanced Driving Assistance System ， 高级驾驶辅助系统）、实现无人驾驶技术不可或缺的主要元件 ， 在全球范围内 ， 正以年均 170%的增长率迅速增长 。 据预测 ， 2025 年的全球市场规模将会达到约 3,300 亿日元（约人民币 214.5 亿元） 。
如今 ， 无人驾驶车辆等实证实验中采用的 LiDAR 主要是“机械型”：激光照射到马达驱动的旋转 Mirror 上 ， 然后识别周边情况 。 但是 ， 由于马达驱动的零部件较多 ， 难以实现小型化、且成本较高；此外 ， 由于要长时间驱动马达 ， 因此存在围绕温度、湿度、震动等耐久性问题 。 据说必须将非机械 LiDAR（例如由 Mitsubishi Electric 开发的 MEMS LiDAR）投入实际使用 ， 才能将自动驾驶汽车从演示测试阶段转移到批量生产阶段 。


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