車東西3月20日消息，由比爾蓋茨投資的激光雷達(dá)企業(yè)Lumotive今日推出一項(xiàng)新的光束控制技術(shù)，這一技術(shù)將大大提高激光雷達(dá)的性能與可靠性，同時(shí)降低其成本。
Lumotive的新型激光雷達(dá)應(yīng)用了最新的光束控制技術(shù)，其光束轉(zhuǎn)向系統(tǒng)利用了液晶Metasurfaces?與硅來制造，由于沒有移動(dòng)部件且原料價(jià)格低廉（主要是硅容易獲?。捎眠@一技術(shù)的激光雷達(dá)適合大規(guī)模量產(chǎn)，生產(chǎn)效率非?？捎^。同時(shí)這一技術(shù)使得激光雷達(dá)的探測(cè)范圍、分辨率、幀速率都有了很大幅度的提升。
▲激光雷達(dá)成像
Lumotive的聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEO William Colleran認(rèn)為：“Lumotive新型的解決方案非常適合自動(dòng)駕駛汽車制造商，該技術(shù)可為這些公司提供更為安全、更具成本效益的傳感器解決方案?！?/p>
他表示：“Lumotive的激光雷達(dá)技術(shù)極大地受益于光束控制的核心LCM芯片的獨(dú)特屬性，其在提供大光學(xué)孔徑、寬闊視野與快速掃描的同時(shí)，取消了移動(dòng)部件，實(shí)現(xiàn)了激光雷達(dá)性能與商業(yè)化的結(jié)合，最終消除了在ADAS和自動(dòng)駕駛汽車上應(yīng)用激光雷達(dá)的障礙?！?/p>
對(duì)于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)與ADAS系統(tǒng)來說，激光雷達(dá)已經(jīng)成為了關(guān)鍵的3D傳感器技術(shù)。激光雷達(dá)通過發(fā)射激光脈沖并測(cè)量這些脈沖從物體上折返的時(shí)間來確定物體的具體位置。其通過在整個(gè)二維視野內(nèi)掃描或是通過“光束控制”激光脈沖來創(chuàng)建周圍環(huán)境的3D感知圖或“點(diǎn)云”，而后，通過測(cè)定物體的水平或垂直位置來確定第三維。
通過實(shí)際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，激光雷達(dá)對(duì)于自動(dòng)駕駛汽車來說非常重要，這種傳感器可以將幾百米外物體定位的誤差控制在幾厘米的范圍內(nèi)。
▲激光雷達(dá)成像原理示意圖
對(duì)比毫米波雷達(dá)，激光雷達(dá)可以在更大的范圍內(nèi)，獲得比毫米波雷達(dá)更高測(cè)量精度和更高分辨率的探測(cè)圖像。
但目前，大多數(shù)的激光雷達(dá)依賴于傳統(tǒng)的機(jī)械掃描，其可靠性較差且成本高昂，使用這種激光雷達(dá)使得整個(gè)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的性能受到制約。
相比之下，Lumotive的新型光束控制技術(shù)采用了LCM——基于超材料光彎曲原理引導(dǎo)激光脈沖的半導(dǎo)體芯片，在激光雷達(dá)領(lǐng)域，Lumotive是第一家將這種技術(shù)投入實(shí)用的企業(yè)。
LCM的大光學(xué)孔徑可以提高激光雷達(dá)的感知能力，同時(shí)，使用硅材料進(jìn)行制造也使其成本大大降低。據(jù)悉，Lumotive最快將在2019年第三季度將這一新型激光雷達(dá)交付給合作伙伴進(jìn)行beta測(cè)試。
對(duì)于現(xiàn)在的傳感器市場(chǎng)來說，光束轉(zhuǎn)向技術(shù)是還未投入使用的全新技術(shù)。傳統(tǒng)的激光雷達(dá)在探測(cè)的轉(zhuǎn)向上依賴不可靠的和體積龐大的旋轉(zhuǎn)組件，而相對(duì)較新的激光雷達(dá)則使用了MEMS鏡或光學(xué)相控陣。然而，由于MEMS鏡光學(xué)孔徑較小，相控陣效率較低，這兩種方法在性能上都非常受限。
▲市場(chǎng)上現(xiàn)有的激光雷達(dá)
Lumotive的最新款激光雷達(dá)提供了獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)，其具有25mm*25mm的大光學(xué)孔徑，可提供遠(yuǎn)距離探測(cè)能力，高分辨率的120度寬視野，快速隨機(jī)接入的波束控制。
杜克大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院教授James B.Duke認(rèn)為：“Lumotive的光束控制技術(shù)是多年來使用人工結(jié)構(gòu)表面控制電磁波領(lǐng)域內(nèi)基礎(chǔ)研究的結(jié)晶?！?/p>
超材料領(lǐng)域的先驅(qū)David R.Smith則表示：“過去，光束控制的概念已經(jīng)在無線電波領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，但Lumotive是第一個(gè)開發(fā)出動(dòng)態(tài)可調(diào)諧光學(xué)材料的公司。他們?cè)谶@一領(lǐng)域取得的進(jìn)展是超材料領(lǐng)域的巨大進(jìn)步，也是解決激光雷達(dá)及其他光學(xué)系統(tǒng)迫切需求的技術(shù)?！?/p>
▲激光雷達(dá)成像原理示意圖
Lumotive激光雷達(dá)采用的LCM技術(shù)使得整個(gè)雷達(dá)內(nèi)部不含移動(dòng)部件，利用成熟的半導(dǎo)體和液晶顯示器進(jìn)行封裝，實(shí)現(xiàn)了低成本，高可靠性和小尺寸激光雷達(dá)商業(yè)化的可行性。除了成本和性能的優(yōu)勢(shì)外，Lumotive LCM還可以集成到小型系統(tǒng)中，從而應(yīng)用于工業(yè)和消費(fèi)領(lǐng)域的其他設(shè)備，這些設(shè)備將從這一技術(shù)中受益。
“LCM芯片是我們新款激光雷達(dá)的核心所在，這一芯片的存在使得激光雷達(dá)可以實(shí)現(xiàn)光束轉(zhuǎn)向，并且有效地解決了MEMS鏡和光學(xué)相控陣光孔小的問題，”Lumotive聯(lián)合創(chuàng)始人兼CTO Gleb Akselrod博士說道。
雖然激光雷達(dá)已經(jīng)在機(jī)器人、無人機(jī)、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，但這一領(lǐng)域的業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，激光雷達(dá)真正的紅海應(yīng)該在自動(dòng)駕駛汽車市場(chǎng)，這一技術(shù)對(duì)于ADAS以及自動(dòng)駕駛系統(tǒng)來說是不可或缺的?？梢灶A(yù)見，這一新型激光雷達(dá)未來將會(huì)應(yīng)用到Argo AI、Aurora、May Mobility、Uber、Waymo等公司的無人出租車和其他自動(dòng)駕駛設(shè)備上。
“隨著自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的發(fā)展，激光雷達(dá)市場(chǎng)將在2019年到2024年之間發(fā)生顯著的成長(zhǎng)，這一市場(chǎng)預(yù)計(jì)可成長(zhǎng)到63億美元?！奔夹g(shù)與市場(chǎng)分析師Alexis Debray提到，“根據(jù)這一市場(chǎng)空間，我們預(yù)估激光雷達(dá)市場(chǎng)的年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到45%，自動(dòng)駕駛汽車會(huì)成為激光雷達(dá)的主要下游客戶。屆時(shí)，如Lumotive這樣擁有技術(shù)與實(shí)力的公司將會(huì)成為市場(chǎng)增長(zhǎng)的主力?！?/p>