車載傳感器的分類、激光雷達的原理與傳感器芯片清洗介紹

合明科技發(fā)布時間：2024-07-24 ?? 2135 Tags：車載傳感器分類傳感器芯片封裝清洗芯片中性清洗劑

一、車載傳感器的分類

用在自動駕駛系統(tǒng)的傳感器主要分為：

光學攝像頭、毫米波雷達、超聲波傳感器和激光雷達（Light detection and ranging, LiDAR）。

不同類型的車載傳感器的位置及各自功能如下圖所示，其中車載激光雷達能夠?qū)τ诮⒅?、遠距離場景均能構(gòu)建。

下面將簡要介紹這幾種主要傳感器的原理，以及它們的優(yōu)勢和劣勢。

1）光學攝像頭：該方案是一種被動式的探測，即環(huán)境光照射到物體表面反射，并被接收系統(tǒng)接收后，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)采用圖像識別算法進行處理，最終獲取周圍環(huán)境和車輛的信息。光學攝像頭傳感器具有較好的空間分辨率、能夠獲取具體的物體形狀與顏色信息的優(yōu)勢。但是該傳感方式依賴外部光線，受環(huán)境光影響大；除此之外，該方案依賴深度學習算法，數(shù)據(jù)處理量大，欠缺對行人識別的穩(wěn)定性。

2）毫米波雷達：該方案采用波長為1~10 mm，即頻率為30~300GHz的毫米波作為探測媒介，通過接收并分析被物體表面反射的毫米波來實現(xiàn)探測的功能，能夠同時實現(xiàn)測距和測速功能，有效距離達到了200 m。該技術(shù)較為成熟，具有價格相對低廉，性價比較高的優(yōu)勢。但是該方案使用的毫米波的波束較寬且波長較長，導致其識別精度較弱，無法辨別物體的細節(jié)，需要對復雜的返回信號進行處理；毫米波雷達對非金屬的物體檢測靈敏度遠遠低于金屬物體，導致其在人車混合的復雜場景下對行人的探測效果不理想。

3）超聲波傳感器：該方案采用超聲波進行測距，利用發(fā)射和接收信號的時間差來獲取周圍物體的位置信息。主要用于變道輔助與自動倒車等場景。超聲波探測具有受環(huán)境干擾小、成本低廉與體積小等優(yōu)點，主要用于短距離探測領(lǐng)域。但是由于聲波傳播的速度較慢，因此不能對中遠距的物體進行測量。

4）激光雷達：該方案通過發(fā)射并接收被物體表面反射的激光，實現(xiàn)對物體的探測。激光雷達同時具有探測距離遠、分辨率高、受環(huán)境光影響小以及抗電磁干擾等優(yōu)點；除此之外，該方案與光學攝像頭相比，無需復雜的深度學習算法。但是該方案在如風沙和雨雪等惡劣條件下使用效果不理想，且價格較為昂貴。

總體來看，和其他幾種傳感器相比，激光雷達在探測距離、分辨率、受到環(huán)境光和電磁干擾影響等方面均具有優(yōu)勢，在車載傳感器領(lǐng)域得到了越來越多的關(guān)注和應(yīng)用，尤其近年來上市的國產(chǎn)新能源汽車基本裝備有激光雷達，用于識別汽車周圍的環(huán)境信息。

二、激光雷達的原理

激光雷達是以激光為媒介進行探測的。如下圖所示，激光雷達由發(fā)射系統(tǒng)、掃描系統(tǒng)、接收系統(tǒng)和信號處理系統(tǒng)構(gòu)成。

激光雷達和雷達探測原理相似，區(qū)別在于它使用的探測媒介是激光而不是微波，由于激光具有發(fā)散角小的優(yōu)點，所以激光雷達具有更高的角度分辨率。

激光雷達的原理為：發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出的激光被物體表面反射后，在接收端被被接收系統(tǒng)接收。在被數(shù)據(jù)處理模塊處理后，得到精確的物體位置信息。

三、激光雷達的主要分類

根據(jù)探測原理的差異，將激光雷達分為兩類：非相干探測激光雷達和相干探測激光雷達。下面將具體介紹這兩種探測方式的原理和代表方案。

基于非相干探測原理的激光雷達主要為ToF激光雷達，該方案光源一般為波長905 nm或者940 nm的脈沖光。如下圖所示：

四、FMCW激光雷達與ToF激光雷達的比較

FMCW激光雷達作為下一代有望被車輛裝載的傳感器，與ToF激光雷達相比有以下幾點優(yōu)勢：

第一，F(xiàn)MCW激光雷達的光源為頻率連續(xù)且周期性變化的激光，采用光外差相干探測的方式進行探測。其中本振光對探測光有放大作用，相對于ToF激光雷達，F(xiàn)MCW激光雷達對光源發(fā)光功率的要求更?。贿B續(xù)波的工作方式和脈沖的工作方式相比，具有較小的平均功率。此外，F(xiàn)MCW激光雷達具有更高的靈敏度與分辨率。

第二，ToF激光雷達大多采用波長為905nm或者940nm的高能量脈沖激光器作為光源，如下圖(a)所示，F(xiàn)MCW激光雷達光源采用波長為1550nm的激光對人眼更加安全，這使得FMCW激光雷達光源的發(fā)射功率和探測距離不會受到安全方面的太多限制。與此同時，如圖(b)所示，波長為1550 nm的激光遠離可見光譜，不易受到環(huán)境光的影響。除此之外，波長為1550 nm的激光在空氣中穿透能力強，在空氣中不容易被散射或者吸收。

傳感器芯片封裝清洗介紹

合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會作為一個長期的使用和運行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學遷移，形成樹枝狀結(jié)構(gòu)體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點、灰塵、塵埃等，這些污染物會導致焊點質(zhì)量降低、焊接時焊點拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導，從產(chǎn)品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴重者導致開路失效，因此焊后必須進行嚴格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

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