该传感器旨在支持智能家居技术，可以使用9伏电池供电

图片：王定康

MEMS镜的扫描电子显微镜图像。

光检测和测距（LiDAR）技术依赖于快速，精确定时的激光脉冲–对各种传感器（包括支持物联网（IoT）的传感器）有用。但是，许多目前依赖LiDAR的传感器价格昂贵，体积庞大，笨重且耗电。

一组研究人员正在为基于LiDAR的传感器提出一种新颖的设计，该设计既价格合理，又需要很少的功率。该传感器依靠一组微机电（MEMS）反射镜来实现高效率-足以由9伏电池供电。该设计在7月2日发表于IEEE Sensors Letters的一项研究中进行了描述。

“该系统特别适合智能建筑，”佛罗里达大学教授谢慧凯说，他共同设计了新的基于LiDAR的传感器。“例如，该系统可以使暖气，通风和空调（HVAC）系统通过估计人口分布并跟踪人们的活动来控制气流。”

然而，一个突出的问题是创建可在不消耗过多能量的情况下实现宽视野的LiDAR传感器。现有设计倾向于依靠电动光机械扫描仪来分散LiDAR信号并获得更宽的视野-但是这些设备通常消耗约10瓦的功率。

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便携式外壳中的低功耗MEMS LiDAR

Xie小组的新设计取代了电动光机械扫描器，而是依靠MEMS反射镜来控制LiDAR信号。与通常使用的笨重的电动扫描仪相比，这些反射镜所需的操作功率大大减少。此外，无源红外传感器可确保仅当有人在场时才激活整个系统。

Xie说，他希望在将来，这种传感器不仅可以用于检测智能家居中的人，还可以用于从机器人技术到小型无人飞行器的各种应用。

目前，该设计依赖于现成的飞行时间（TOF）引擎来分析返回的激光信号，谢说这是体积最大，能耗最高的组件。展望未来，他的团队计划开发自己的，使用更少能源的小型（TOF）设备。他还说：“我们将通过制造具有更大光学孔径，更大扫描角度和更快扫描频率的MEMS反射镜来继续推进MEMS技术。”

“整个MEMS LiDAR系统可由电池供电，最大功耗为2.7 W，”谢说。“被动式红外传感器可使系统进入空闲模式，从而将电池寿命延长三倍或更多。”

Xie说，他希望在将来，这种传感器不仅可以用于检测智能家居中的人，还可以用于从机器人技术到小型无人飞行器的各种应用。