無(wú)人駕駛汽車(chē)現(xiàn)在已經(jīng)并不算是特別陌生的概念了，這項(xiàng)技術(shù)無(wú)需汽車(chē)駕駛員，而汽車(chē)通過(guò)感知周?chē)h(huán)境的變化自動(dòng)行駛。而無(wú)人駕駛技術(shù)中，雷達(dá)是一種必備的元素，而其中激光雷達(dá)由于使用激光代替了傳統(tǒng)的聲波而精度更高，單同時(shí)造價(jià)也更昂貴。不過(guò)美國(guó)DARPA（美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局）最近研發(fā)的一種新型激光雷達(dá)可以改變這種局面。
這種新型的芯片式激光雷達(dá)，不僅體積小，而且成本低、效率高，芯片上的微型激光掃描儀可以輔助自動(dòng)駕駛汽車(chē)精確感知周邊環(huán)境、提高車(chē)輛自身的定位精度、實(shí)時(shí)快速地檢測(cè)附近的動(dòng)/靜態(tài)障礙物等等。DARPA將該芯片式激光雷達(dá)命名為Sweeper，它具有短距、寬視場(chǎng)、極度靈敏的電子掃描光學(xué)發(fā)射器等特點(diǎn)，每秒鐘的發(fā)射頻率是100000Hz，比目前最快的激光器還快10000倍。
試驗(yàn)證實(shí)，Sweeper水平掃描角度能達(dá)到51度，雖然相比于VelodyneHDL 64線(xiàn)激光雷達(dá)的360度水平角要小很多，但它已經(jīng)是目前微型激光掃描儀所能達(dá)到的最廣水平視野范圍了。如果想要得到周邊360度的全景覆蓋，可以用多個(gè)這樣的微型激光掃描儀通過(guò)安裝在不同位置，選取不同的傾斜角度，對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行掃描，然后通過(guò)激光器的標(biāo)定進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，最后將掃描數(shù)據(jù)整合到1張全景圖中。
據(jù)悉，這種新型的激光雷達(dá)小到可以被放到微型芯片上，且它對(duì)激光束的控制不依賴(lài)于任何的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，而是使用許多微型的發(fā)射器陣列，根據(jù)光學(xué)相控陣列的原理，通過(guò)對(duì)所發(fā)射激光束與其他激光束的疊加或抵消，來(lái)形成指向特定方向的激光束。研究人員開(kāi)發(fā)了有史以來(lái)最復(fù)雜的二維光學(xué)相控陣列，將光學(xué)和電子器件集成到了一塊單獨(dú)的芯片上，該陣列能產(chǎn)生高分辨率的光束方向圖，將來(lái)可能會(huì)為環(huán)境感知和三維成像領(lǐng)域帶來(lái)革命性的進(jìn)步。
DARPA研發(fā)低成本、小體積、高效率的芯片式激光雷達(dá)有望進(jìn)一步促進(jìn)自動(dòng)駕駛汽車(chē)和智能機(jī)器人的商業(yè)化前景。當(dāng)然，除了車(chē)載激光雷達(dá)之外，該芯片式激光器還可用于自主導(dǎo)航、檢測(cè)發(fā)現(xiàn)生化武器、目標(biāo)的精確打擊、生物醫(yī)學(xué)成像，三維全息影像和超高速率數(shù)據(jù)通信等其他軍事和商業(yè)化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。
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