Typy LiDAR-ów

Od obrotowego lustra po chip krzemowy

Technologia LiDAR ewoluuje szybko — od dużych, drogich, mechanicznych skanerów po miniaturowe układy bez ruchomych części. Każdy typ ma swoje zalety i ograniczenia.

Mechaniczne (spinning)

Klasyczny LiDAR: laser i detektor zamontowane na obrotowej głowicy (lub lustro obrotowe kierujące wiązkę). Obroty: 10–20 Hz, FOV: 360°. Ikona: Velodyne HDL-64E (64 wiązki, obraca się na dachu samochodu — rozpoznawalny grzyb Google Car). Zalety: pełne 360°, sprawdzona technologia, wysoka gęstość punktów. Wady: ruchome części (zużycie, wibracje, awarie), duże, ciężkie, drogie, trudne do integracji w karoserię. Status: wychodzą z użycia w automotive (solid-state przejmuje), wciąż dominują w robotaxie i badaniach.

Solid-state

Brak ruchomych części — wiązka kierowana elektronicznie lub za pomocą mikroluster. MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems): mikroskopijne lusterko wychylane elektrostatycznie kieruje wiązkę. Kompaktowe, tańsze, duże FOV (do 120° poziomo). Producenci: Innoviz (InnovizTwo), Luminar (Iris). Wada: lusterko to nadal ruchoma część (choć mikroskopowa). OPA (Optical Phased Array): matryca emiterów sterujących fazą światła — wiązka kierowana bez żadnych ruchomych elementów. Pełny solid-state. Potencjalnie najtanszy (produkcja półprzewodnikowa). Wyzwanie: efektywność, FOV, dojrzałość technologii. Producenci: Quanergy (bankructwo 2022 — ostrzeżenie), Analog Photonics, MIT Lincoln Lab. Flash LiDAR: oświetla całą scenę jednym błyskiem (jak flesz aparatu), matryca detektorów rejestruje obraz 3D w jednym strzale. Brak skanowania — cały obraz naraz. Zalety: szybki, prosty, bez ruchomych części. Wady: krótki zasięg (energia rozpraszana na całą scenę), niska rozdzielczość. Zastosowanie: krótki zasięg (drony, wnętrza), wojskowe.

FMCW (nowa generacja)

Ciągła wiązka o modulowanej częstotliwości zamiast impulsów. Mierzy odległość I prędkość jednocześnie (efekt Dopplera). 4D LiDAR (x, y, z + v). Zalety: natychmiastowa detekcja obiektów ruchomych (krytyczne dla autonomous driving), odporność na interferencję z innymi LiDAR-ami (koherencja), wyższa czułość (mniejsza moc = bezpieczniejszy). Producenci: Aeva (Aeries II), Silc Technologies, Aurora (FirstLight). Status: wczesna produkcja, ogromny potencjał.

Single-photon (SPAD) i Geiger-mode

Detektory zdolne zarejestrować pojedynczy foton — ultrawysoka czułość. Zasięg: dziesiątki kilometrów (lotniczy, wojskowy). Zastosowanie: skanowanie lotnicze dużych powierzchni, mapowanie ba tymetryczne (głębokość wód płytkich). Producenci: Leica SPL100, Harris (Geiger-mode). Cena i złożoność: bardzo wysoka — profesjonalne zastosowania.