對于自動駕駛汽車來說，激光雷達的優(yōu)點和缺點都非常明顯。在車頂上安裝一個鐳射器，汽車每秒都可以捕獲到上百萬信息點，迅速形成對周圍環(huán)境的 3D 影像。但一個重大的問題是，激光雷達組件的價格比汽車還要貴。谷歌早期汽車上搭載的高性能激光雷達價格為 70000 美元；激光雷達先驅(qū) Velodyne 制造的光譜較短、視角較窄的設(shè)備仍需要上千美金。
實踐中總有一些其他方法可以替代激光雷達。比如特斯拉的汽車就使用較為便宜的雷達、攝像機和超聲波傳感器。但是今年夏天 Model S 的那場致命事故也說明，這種替代方式跟理想的狀態(tài)依然相差甚遠。
自動駕駛汽車制造商們真正需要的是一種便宜而可靠性強的傳感器來替代雷達和攝像機。如今，以色列初創(chuàng)公司 Oryx Vision 也許能提供一種合適的方法。
Oryx 的技術(shù)——相干光雷達，抹去了雷達和激光雷達之間的差別。這種雷達既像激光雷達，使用激光來探測前方道路；但它又兼具雷達的特性，將反射回來的信號當(dāng)做波而非粒子來進行處理。
這種激光器屬于長波紅外激光器，因為其操作時的頻率特點，也被叫做太赫茲（THz）激光器。因為人眼無法識別出這種頻率的光線，Oryx 可以采用比激光雷達更高的功率水平。同時，長波紅外光被水吸收的比率很低，也很少受到太陽輻射的影響，所以這個系統(tǒng)跟激光雷達系統(tǒng)和攝像機一樣，不會因為大霧或強光直射環(huán)境下失效。
Oryx 的技術(shù)相對而言可能會減少成本，因為系統(tǒng)使用的激光不需要機械鏡面或一系列通道來引導(dǎo)激光、捕捉環(huán)境。只需要發(fā)出激光束來照亮汽車前方道路即可（Oryx 沒有說明系統(tǒng)的視野范圍，但是如果它不像車頂?shù)募す饫走_一樣具有 360 度視野的話，那 Oryx 還需要提供其他組件來觀察不同方位的情況）。
其實最關(guān)鍵的一點在于光束反射回到傳感器的過程，這也是目前為止沒有人掌握該技術(shù)的原因。在這個過程中，第二套光學(xué)儀器能將入射光導(dǎo)引到大量的微型整流納米天線中。這項技術(shù)就是 Oryx 合伙人 David Ben-Basat 花費 6 年時間研究發(fā)明的。
入射光在整流的天線中會產(chǎn)生一個交流響應(yīng)（AC response），也就是說，入射光被轉(zhuǎn)化成一個直流信號（DC signal）。Oryx 另一個合伙人 Rani Wellingstein 說，“這個系統(tǒng)比傳統(tǒng)的激光雷達系統(tǒng)靈敏度高出百萬倍。因為天線將入射光作為波來處理，它們可以探查到多普勒頻移（Doppler shift，物體輻射的波長因為波源和觀測者的相對運動而產(chǎn)生的變化），因此可以檢測到道路周圍高速移動的物體。”
系統(tǒng)中每個納米天線約為 5 平方微米大?。凰鼈冏罱K會通過薄膜芯片制造工藝裝配進一個集成電路中。這樣，它就可以使信號傳輸進機器學(xué)習(xí)系統(tǒng)中，識別場景中的物體。
Oryx 目前制造了上百萬實驗性的納米天線，但要制造出最終能輸出單像素信息的傳感器，并加以驗證其的話，這點產(chǎn)品還遠遠不夠。在未來的一到兩年中，Oryx 打算先制造出 300 像素級別的樣機，再發(fā)展出幾十萬納米天線組成的上萬像素的系統(tǒng)，最終目標是制造出百萬級納米天線的十萬像素級別設(shè)備，供汽車使用。
Wellingstein 說道：“目前，雷達可以探測 150-200 米的距離，但是它的像素不夠高。激光雷達有著較高的像素水平，但是視野范圍只有大約 60 米，在強光下只有 30 米。”他希望 Oryx 的相干光雷達技術(shù)可以觀測到道路上 60 米內(nèi)的碎片、100 米內(nèi)的行人和 150 米內(nèi)的摩托車。這樣的技術(shù)是對現(xiàn)今傳感器系統(tǒng)性能的一次巨大提升。
激光雷達終結(jié)者？Oryx 要顛覆自動駕駛汽車的“眼睛”
Oryx如果能打破性能提升障礙，實現(xiàn)量產(chǎn)，它將會是在范圍和像素兩方面成為最好的。圖片來源：Oryx
同時，Oryx 系統(tǒng)成本也會隨之降低。如果該公司可以實現(xiàn)其制造工藝的規(guī)?；a(chǎn)（當(dāng)然目前還無法實現(xiàn)），也許制造一個百萬級別的納米天線只會比制造半導(dǎo)體芯片的工藝復(fù)雜一點點。目前，Oryx 公司宣布他們已經(jīng)獲得了 A 輪融資的 170 萬美元，并已經(jīng)與包括 Nutonomy （該公司在新加坡發(fā)布了首個無人駕駛出租車）在內(nèi)的很多無人駕駛汽車公司進行談判。
一位曾在多家汽車創(chuàng)業(yè)公司進行自動駕駛研究的工程師 Joe Funke 說道：“這個想法看起來很可行。更便宜、視野范圍更廣的傳感器永遠有著廣泛應(yīng)用的前景，因為它可以提高汽車運行速度。但是在他們做出樣機之前，我仍然保持懷疑態(tài)度。”
但是不要太早對激光雷達失去希望。在收到福特和百度 1.5 億美元的投資后，Velodyne 汽車專用激光雷達或許可以使該系統(tǒng)的應(yīng)用呈指數(shù)型增長。同時，技術(shù)的成本也在下降，Velodyne 計劃將最新的小型激光雷達降低到 500 美元。
另外，固體激光雷達也在考慮范圍內(nèi)，包括 Quanergy、 Innoluce 和另一家以色列創(chuàng)業(yè)公司 Innoviz 在內(nèi)的許多固體激光雷達制造商們正在研發(fā)低于 100 美元的設(shè)備。制造商 Osram 近期宣布，最早在 2018年，他們可以向市場上投放出 50 美元以下的固體激光雷達，并且這個信用卡大小的激光雷達可以識別出70 米范圍內(nèi)的行人。
這些系統(tǒng)也許沒有 Oryx 設(shè)想的那么好，但是除了高速路上超快速的駕駛外，已經(jīng)可以滿足日常駕駛需要了。而如果這一點真能實現(xiàn)，激光雷達完全控制自動駕駛汽車的時代，也許很快將要終結(jié)了。
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