黑夜中一輛自動駕駛汽車沿狹窄的鄉(xiāng)村公路蜿蜒行駛而來。突然間路上出現(xiàn)了危險警示。接下來會發(fā)生什么呢？自動駕駛車輛在通過突然出現(xiàn)的障礙物前，必須先發(fā)現(xiàn)障礙物——收集有關障礙物大小、形狀和位置信息，以便用算法規(guī)劃出最安全的路線。因為無人駕駛，汽車需要智能眼，也就是解決問題的探測器——無論周圍環(huán)境、天氣如何，或者天有多黑——問題要在眨眼間解決。

技術難度要求雖高，但也有解決方案，該方案是由兩樣東西組成：特殊激光探測技術 LIDAR和集成光電技術，即實時聯(lián)網(wǎng)的微通信技術。要了解特殊激光探測技術 LIDAR，需要先了解與此相關的技術——雷達。在航空領域，雷達天線向飛機發(fā)射無線電脈沖或微波，通過計算波束返回時長來確定飛機位置。但這一種觀察方式很有限，因為大光束脈沖或微波無法顯示微小的細節(jié)。相反，自動駕駛汽車的 LIDAR 系統(tǒng)使用窄帶不可見紅外激光，LIDAR 是光探測和測距的縮寫。它可以將極其微小物件成像，如街對面行人襯衫上的扣子。

但是，我們?nèi)绾未_定這些物件的形狀或距離呢？LIDAR 發(fā)射一系列超短激光脈沖去探測距離。以鄉(xiāng)間小路上的駝鹿為例，汽車駛過時，一個 LIDAR 脈沖遇到鹿角的根部后散開，它反彈回車輛之前，下一個脈沖可能已到達一個鹿角的頂端。測量這兩個脈沖返回的時長差，可得到有關鹿角形狀的數(shù)據(jù)。通過發(fā)射大量短脈沖，LIDAR系統(tǒng)可快速得出物體詳細輪廓。

打開再關上激光器是產(chǎn)生光脈沖最簡便的方法，但會造成激光束不穩(wěn)定，并影響發(fā)射脈沖的精確頻率，影響距離測量準確性。更好的辦法是讓激光器開著，用其他東西定期、快速地阻擋光線。這就是集成光子技術?；ヂ?lián)網(wǎng)的數(shù)字數(shù)據(jù)是由精確定時的光脈沖承載的，有的脈沖短至一百皮秒。一種產(chǎn)生光脈沖的方法是使用馬赫-曾德爾干涉儀，該設備利用特定的波特性，稱為干擾特性。

想一下將一些鵝卵石扔進池塘的情景：漣漪擴散和交疊構成了一種花紋，某些地方的波峰疊加，變得非常大;而其他地方，則完全抵消了。馬赫-曾德爾干涉儀的原理與此類似。先將光波沿 2 個平行臂分為 2 束，然后合二為一。如果一束光減慢而延遲，因為 2 束光不同步，合并后的抵消現(xiàn)象就阻擋了光線。通過切換一束光的延遲，干擾器就像一個開合的開關，發(fā)射出光脈沖。

持續(xù)一百皮秒的光脈沖可以探測到小至幾厘米厚的物體，但未來的汽車需要更高的分辨率。將干擾器與超靈敏、反應快的光探測器配對，可將分辨率提高到毫米級。比我們以正常視力看街對面的物體，要好一百倍以上，第一代自動駕駛汽車的 LIDAR依賴車頂或發(fā)動機蓋上的復雜旋轉組件進行掃描。借助集成光子技術，干擾器和探測器可縮小至不到十分之一毫米，裝在小巧的芯片中，將來可以放在車燈里。這些芯片還將包括干擾器智能調節(jié)器。這個額外設備的作用不像開關，更像一個調光器，如果許多帶微型控制延時的平行臂并列排放的話，就設計出了新的特性：可操縱的激光束。有了這些新優(yōu)勢，這些智能眼的探測和觀察比能想到的任何自然的東西更徹底——幫助導航通過任何數(shù)量的障礙物,不費吹灰之力。如果喜歡小編的內(nèi)容，可以點贊評論轉發(fā)呦，您的評價就是我的動力。（版權申明：圖片均來自于網(wǎng)絡，如有侵權，請聯(lián)系刪除）