【应用】小发散角度、高峰值光功率VCSEL光源在汽车OMS＆DMS中的应用，助力提升激光雷达探测距离

时间： 2021-08-24 来源：新亮光子

技术问答

驾驶员监控系统（driver monitoring system，DMS）

根据世卫组织统计，全球每天因机动车碰撞造成死亡的人数约3000人。而大多数事故是由疲劳驾驶和误操作有关。因此汽车制造商一直在不断地寻找优化解决方案。例如利用VCSEL为光源的红外传感技术可以无接触检测驾驶员包括动作、眼睛状态、嘴巴开合、头部姿势、面部表情、心率等多项指标，结合算法判断驾驶员的精神状态。从而提供及时有效的反馈，降低安全隐患，减少事故的发生。

与疲劳、走神和打瞌睡有关的症状提取包括：

1) 眼部：闭眼、眼睑之间的距离、眨眼速度快、凝视方向和跳跃运动;

2) 嘴巴：开/闭；

3) 头部：点头、头部姿势和头固定不变；

4) 面部表情等；

5）心率检测。

例如瞌睡检测：嗜睡会导致对环境反应迟钝，而愤怒会导致危险的驾驶行为。驾驶员的状态，可以从他们的面部表情和身体姿势（如眼睛凝视、打哈欠、坐姿、身体动作等）来预测。例如，眨眼的频率、PERCLOS（眼睛闭合的占比）和打哈欠可用于识别嗜睡，而眼睛凝视和头部和手部运动可用于分心检测。

乘客检测系统（Occupant monitoring system，OMS）

根据国际NSC国家安全委员会报告，平均每年有39名15岁以下的儿童在被留在车内后死于中暑。国外目前已经有立法the HOT CARS act （《HOT CARS法案》），要求运输部要求全新车辆配备儿童存在感知检测系统。包括：保护遗忘在车内的孩子、物体及宠物；入侵检测；空气质量检测等。因此乘客检测系统（OMS）的海外需求激增，相信国内的需求也会逐渐跟进。

OMS控制系统示意图

由上图OMS系统控制示意图可知，基于3D ToF(时间飞行法)采集汽车内准确可靠的深度传感信息，结合传感摄像头采集处理数据，通过主控系统控制座椅，安全带警报，智能安全气囊，遗留生命警告和自动空调系统，来提高乘客检测系统的安全系数。

综上所述，基于LiDAR和基于红外摄像头的DMS的组合可以提供完整的客舱内解决方案，可以保障驾驶员和其他乘员的安全，VCSEL是LiDAR和红外摄像头传感器的重要光源。

新亮光子目前推出最新的小角度，多节940nmVCSEL，是3D传感、激光雷达和接近传感器的光源的完美选择。在车载激光雷达上的一个技术课题就是如何提高激光检测信噪比，使激光雷达的感知更加精准，感知距离更远。通常的做法是提升激光发射功率或者降低噪声（包括探测器噪声和环境光抑制）。

小发散角度、高峰值光功率VCSEL光源无可争议地提高了信号强度，有助提升激光雷达探测距离。VCSEL芯片的发散角(FWHM)缩小到了11°，在脉冲模式下峰值光功率从几瓦到万瓦可定制，有助于dTOF固态雷达实现光束拼接，达到更远的测量距离和分辨率提升。

小角度的光源在一些异形或者复杂环境的检测中也常常用到，为了提高测量距离和减少误动作，光源必须发射较小的发散角光束。

垂直腔面发射激光器(VCSEL)具有效率高、波长随温度漂移小、圆形光斑易于准直、平面封装相对简单等优点。它广泛应用于移动设备的3D检测、各种自动化系统中的激光测距传感、车载激光雷达、激光接近传感等领域。

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本文由郭昊旻转载自新亮光子，原文标题为:汽车OMS&DMS中VCSEL的应用，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。

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型号- RF1030-B002-0010A6,RF2002-C100-0005A1,LLXXXX-0160-XXXCAP,LL2002-0152-808CAP,LD0850-B200-0120CB-T018,RF20XX-D003-000X1,RF2001-C100-0005A2,LL2XXX-0152-XXXCAP,LMO450-B002-5057LA,RF10X0-B002-0010A6,RF1200-C030-0200A4,LL1200-0365-860CMA,LD0940-C005-0120CB-1412,RF1050-C005-0200A4,LMOXXX-B0XX-0820DC,LL200X-0152-XXXCAP,LD0850-B700-0120CP-2016,LD0850-B200-0120CB-5050,LD0940-B200-0120CB-2016,LD0940-B500-0120CB-2016,RF10XX-C010-1206B2,GG0525-7D5-H,LL2001-0045-0525CAA,LL1X00-0150-XXXCAP,LL1300-0265-860CAA,LL10X0-05180-850CMP,LL2001-0101-XXXCFP-I,RF20XX-D003-000XA1,LD0850-C025-0120CPP-3535,LLXXXX-01X0-XXXCAP,GG0525-2DS-H,LL2001-0150-940CAP,RF1005-C010-1206B2,LD0850-B200-6045CB-2016,LL2001-0101-940CFP-I,LM0450-B026-1120DA,RF1200-C030-XXXXA4,LL200X-0026-XXXCAA,RFXX0X-C100-0005A2,LLXXXX-0170-XXXCAP,LD0940-C025-0120CBP-3535,LL1800-0160-808CAP,LMO650-B003-1120DA,RF1150-C030-0200A4,LD0850-C002-0120CP-2016,PTX00-GXXX-KIPC,RF10XX-C002-1206B2,RF1005-B010-0100A5,RF1002-B010-0100A7,RF1002-B010-0100A5,LD0940-C605-0120CB-1412,LD0940-B200-0120CB-7060,LD0850-B700-0120CP-3535,RF2006-D003-000XA1,PT200-G00V-KIPC,LD0850-C1D5-0120CP-7060,GG0525-XX5-H,LL10X0-06180-860CMP,LD0940-B200-0120CB-3535,LD0940-B200-7258CB-3535,LD0850-C025-0120CPP-T018,LD0940-B200-0120CB-5050,LL1200-XXXX-XXXCFP,LD0940-B500-7258CB-3535,LD0850-C010-0120CBP-T018,RF10XX-B010-0100A5,LMO520-B004-1120DA,LL2105-0153-808CAP,RF1010-B002-0010A6,LMOXXX-B001-0608DB,LD0940-C010-0120CBP-T018,RF2020-D00X-000XA1,LL1200-0365-860CAA,LD0850-B700-0120CP-7060,LD0940-C003-0120CA-1412,LMO450-B026-1120DA,RF1002-B003-0100A7,LD0940-C025-0120CBP-T018,RF1060-B002-0010A6,LM0650-B003-1120DA,LMOXXX-B0XX-0923LA,LMOXXX-B0XX-0814DA,LD0850-B200-7258CB-3535,RF100X-B010-0100A5,RFXXXX-C100-0005A2,LD0850-C002-0120CP-7070,LD0940-B500-0120CB-5050,LD0850-B200-0120CB-7060,RF1600-C100-0005A2,LL2001-0160-808CAP,LL1300-0265-860CMA,PT800-GIRV-KIPC,LD0850-C003-0120CP-3030,LD0850-C010-0120CBP-3535,LD0850-C005-0120CP-3030,RF1XXX-C030-XXXXA4,LD0940-B200-0120CB-T018,LD0940-B500-0120CB-3535,LMOXXX-B0XX-0915LA,RF1500-C030-XXXXA4,LL1X00-0X65-860CAA,RF1015-C010-1206B2,LD0850-B700-7258CP-3535,LL2002-0045-0525CAP,LD0940-B500-0120CB-7060,RF1100-C030-0200A4,LD0850-B300-0120CP-T018,LD0940-C010-0120CBP-3535,LM0520-B004-1120DA,LM0450-B002-5057LA

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