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技术前沿

集成激光雷达,创造更安全的未来

激光制造网 来源:科企岛2023-02-21 我要评论(0 )   

光检测和测距(lidar)技术是一种遥感功能,最显着地用于新型汽车,也用于在制造车间和仓库中安全地引导机器人和自动驾驶汽车。激光雷达已被美国农业部(USDA)用于绘制...

光检测和测距(lidar)技术是一种遥感功能,最显着地用于新型汽车,也用于在制造车间和仓库中安全地引导机器人和自动驾驶汽车。激光雷达已被美国农业部(USDA)用于绘制农业对环境的影响超过20年。激光雷达收发器发射激光或光脉冲并接收其反射以了解有关目标的更多信息,就像声纳使用声波和雷达以大致相同的方式使用电磁(EM)脉冲一样。激光雷达传感器进行 360 度扫描以收集数据的点云,以处理成物体的二维 (2D) 或三维 (3D) 图像,以实现目标定位、地理映射和气体泄漏检测等功能。

该技术对许多用户来说都是一个有吸引力的工具,无论是军事、航空航天、工业、医疗还是汽车电子系统。掌握该技术并非易事,通常需要专业的工程设计和制造技能,其精度不仅适用于光子学和光谱成像电路,也适用于配套电路技术,包括射频/微波和高速数字电路。幸运的是,Benchmark 在创建专门的光子原型和小体积激光雷达电路以及经济高效的大批量激光雷达解决方案方面拥有工程设计和制造经验以及良好的记录。

图片:由 Benchmark 设计的短距离、低成本固态闪光激光雷达子组件,每个 IR PIN 光电二极管都有 64 个透镜。

为了提供全面的激光雷达设计和规模化生产,Benchmark运营着多个全球设施,复制制造能力(以及供应商),以避免最近困扰电子技术供应商的供应链问题。这些设施专为不同的体积规模而设计。我们的北美工程服务团队可以支持设计开发,帮助客户快速开发设计并转移到全球各种站点。例如,亚利桑那州凤凰城工厂适用于中小型生产运行,例如军事和航空航天客户所需的生产;泰国工厂完全自动化,可根据汽车行业标准和要求进行大批量生产和测试。

这两个设施都由经验丰富的员工和创建和批量生产激光雷达设计所需的高精度机床提供支持。高度自动化的制造系统包括用于在PCB上精确放置和连接表面贴装技术(SMT)元件的工具、环氧树脂芯片粘接以及铝和金线键合系统,用于可靠和可重复地连接微型元件,以满足最具挑战性的小型化要求,例如在军事和航空航天应用中发现的那些。激光雷达模块的小尺寸、重量和功率 (SWaP) 要求是无人机和其他飞机上高度集成系统的关键属性。

整体的一部分

小型化系统集成是激光雷达技术大多数应用的要求,广泛掌握电子系统和电路设计和制造技术是必要的技能。在多个基准测试设施中设计具有成本效益的激光雷达到PCB或子系统模块中的经验是整体的一部分。激光雷达传感器收集的点云数据必须进行数字处理,需要能够实现高速数字电路和RF/微波电路,使通信通道能够传输激光雷达光谱图像。Benchmark在设计阶段使用先进的电路仿真软件,帮助客户了解不同技术(如RF/微波、高速数字和光子学电路和器件)在密集封装的PCB上紧密间隔时的行为。

帮助客户开发满足目标性能规格的可生产激光雷达设计解决方案是整体挑战的一部分,因为它们必须始终如一地批量生产,以提供万无一失的性能,无论是在较小数量的军事系统还是汽车应用所需的大批量中。除了设计阶段的电路仿真工具外,可制造性设计 (DFM) 和装配设计 (DFA) 实践还评估激光雷达设计的线间距、元件放置以及其他电气和机械参数是否可以使用可用的自动化制造设备生成,同时仍满足高性能可重复性和出色制造良率所需的电路公差。这些软件工具相结合,可以减少实现设计目标所需的设计迭代次数,并加快从设计目标到最终产品的时间。

当然,除非经过全面测试并符合规范,否则任何激光雷达系统都不会完成。Benchmark激光雷达的设计和制造团队,以及配备定制测量系统和测试室的专业设施,以确保激光雷达系统按预期运行,并且不会在现场出现故障。例如,自动微光学对准系统可确保激光雷达发射器、接收器和收发器达到规定的性能水平,同时视场(FOV)测试仪检查总光谱覆盖范围。

激光雷达系统通常是应用中的多个电子系统之一,通常与其他形式的传感器结合使用,包括热成像传感器和高光谱成像系统。Benchmark 的激光雷达测试功能可单独评估激光雷达设计或与其配套子系统一起评估,就像无人机应用中的情况一样。Benchmark 与汽车激光雷达客户密切合作,在其泰国工厂开发了两个 10,000 级洁净室和一个下线 (EOL) 测试室,以满足大批量生产的激光雷达测试要求。EOL室还可以进行环境测试,以进行全范围温度测试并模拟应用的操作条件。

激光雷达是许多应用的有用技术,有助于使许多环境更安全,从战场到高速公路。它需要先进的工程和制造能力才能成功和实用的设计和生产。凭借专业的设计和制造技能和设备,激光雷达已被证明是电子系统的宝贵补充。基准测试可以帮助更清楚地说明如何使激光雷达系统在可以为设计增加最大价值的地方工作。

关于基准

从电路和组件到完整系统,Benchmark Lark Technologies 利用多种技术的设计知识和经验,满足当前和未来电子市场最具挑战性的高速、高频要求。对于包括通信、航空航天和国防在内的市场,Benchmark 将高速数字、射频/微波和光子学设计方面的专业知识与创新的小型化方法相结合,以尽可能小的尺寸开发最佳解决方案。从卫星到 5G 基础设施,Benchmark 将技术融合到最佳优势,在高速宽带电子解决方案中节省尺寸、重量和功耗 (SWaP),满足或超过千兆和千兆赫兹速率最困难的定制要求。

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