Ansys Zemax | 使用 OpticStudio 进行闪光激光雷达系统建模（中）

高效激光雷达系统建模：从序列到非序列的转换与时间飞行考虑

在消费类电子产品的领域中，激光雷达（LiDAR）技术的应用日益广泛，其在面部识别、3D映射等众多功能中展现出强大的潜力。特别值得注意的是，“闪光激光雷达”解决方案在基于固态光学元件的目标场景中展现出构建可检测点阵列的能力。传统的被动器件与阵列化光源结合，能够满足小型封装结构的需求，从而在消费电子产品领域，如智能手机和笔记本电脑等，提升了三维空间数据的获取能力。

序列到非序列模式的转换

在深入探讨激光雷达系统建模之前，首先对序列模式下的两个子系统进行转换以建立非序列模型。通过有效的组合模块操作，如将“转换至非序列模式组”工具应用于照明和成像子系统，可以针对每个模块简化对象布局，移除或修改不必要的组件，确保主要组件如光源和传感器置于相同的平面上，模拟一个共用电路板的设想。这种转换方法不仅简化了模型的视觉呈现，也方便了后续的优化与集成工作。




添加复杂细节与整合模块

随着模块转换至非序列模型，后续编辑以促进模块之间的无缝整合变得至关重要。例如，对于照明模块，通过调整光源和对象布局、更新发现角落等操作，同时确保磁铁材料应用以实现散射壁面的效果；而对于成像模块，从源移除开始，调整探测器尺寸与方向参考，通过上述操作后，模块与创建序矩阵相适应，实现从非序列到整合的过渡。

时间飞行数据与自定义用户分析

为探查场景中的深度信息，利用ZOSAPI的功能构建了用户分析系统，这一系统能够捕获光线飞行时间与探测器交互细节。通过整合时间飞行数据到系统中，借助专门的ZRD文件，系统能够计算出场景中物体的深度。为了可视化与更清晰地解释模型行为，集成设计了光照场景，特别是通过使用矩形光源覆盖整个光照区域，便于从整体上追踪与检查深度信息分布。

结论与探索

通过此系列文章，了解了序列模式下的闪光激光雷达系统如何轻松转换到非序列模式及其构建细节。描述的非序列模式操作展示了防微测如何将照明模块与成像模块整合，并定义了光源的复杂特性以进行高效光线追踪。时间飞行考虑的应用不仅增强了模型的深度解算能力，而且提供了一种确保光束正确投射和精确捕捉的具体实现策略。这种方法不仅提高了基础产品研发的效率，也为更先进的光学设计和工程实践提供了基础与指导。

此技术描述不仅对于在光学设计中使用Ansys Zemax OpticStudio的工程师们极其关键，也对希望深入了解激光雷达系统设计与建模领域研究者提供了宝贵的资源。通过对闪烁激光雷达系统的设计与建模进分析，可以从基础转换至集成的光学系统，探究一段前沿技术探索的旅程。

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