車東西3月20日消息，由比爾蓋茨投資的激光雷達企業(yè)Lumotive今日推出一項新的光束控制技術(shù)，這一技術(shù)將大大提高激光雷達的性能與可靠性，同時降低其成本。
Lumotive的新型激光雷達應(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，由于沒有移動部件且原料價格低廉（主要是硅容易獲取），采用這一技術(shù)的激光雷達適合大規(guī)模量產(chǎn)，生產(chǎn)效率非常可觀。同時這一技術(shù)使得激光雷達的探測范圍、分辨率、幀速率都有了很大幅度的提升。
▲激光雷達成像
Lumotive的聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEO William Colleran認為：“Lumotive新型的解決方案非常適合自動駕駛汽車制造商，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。”
他表示：“Lumotive的激光雷達技術(shù)極大地受益于光束控制的核心LCM芯片的獨特屬性，其在提供大光學(xué)孔徑、寬闊視野與快速掃描的同時，取消了移動部件，實現(xiàn)了激光雷達性能與商業(yè)化的結(jié)合，最終消除了在ADAS和自動駕駛汽車上應(yīng)用激光雷達的障礙。”
對于自動駕駛系統(tǒng)與ADAS系統(tǒng)來說，激光雷達已經(jīng)成為了關(guān)鍵的3D傳感器技術(shù)。激光雷達通過發(fā)射激光脈沖并測量這些脈沖從物體上折返的時間來確定物體的具體位置。其通過在整個二維視野內(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“點云”，而后，通過測定物體的水平或垂直位置來確定第三維。
通過實際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，激光雷達對于自動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)。
▲激光雷達成像原理示意圖
對比毫米波雷達，激光雷達可以在更大的范圍內(nèi)，獲得比毫米波雷達更高測量精度和更高分辨率的探測圖像。
但目前，大多數(shù)的激光雷達依賴于傳統(tǒng)的機械掃描，其可靠性較差且成本高昂，使用這種激光雷達使得整個自動駕駛系統(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，在激光雷達領(lǐng)域，Lumotive是第一家將這種技術(shù)投入實用的企業(yè)。
LCM的大光學(xué)孔徑可以提高激光雷達的感知能力，同時，使用硅材料進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交付給合作伙伴進行beta測試。
對于現(xiàn)在的傳感器市場來說，光束轉(zhuǎn)向技術(shù)是還未投入使用的全新技術(shù)。傳統(tǒng)的激光雷達在探測的轉(zhuǎn)向上依賴不可靠的和體積龐大的旋轉(zhuǎn)組件，而相對較新的激光雷達則使用了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。
▲市場上現(xiàn)有的激光雷達
Lumotive的最新款激光雷達提供了獨特的性能優(yōu)勢，其具有25mm*25mm的大光學(xué)孔徑，可提供遠距離探測能力，高分辨率的120度寬視野，快速隨機接入的波束控制。
杜克大學(xué)電氣與計算機工程學(xué)院教授James B.Duke認為：“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。”
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是第一個開發(fā)出動態(tài)可調(diào)諧光學(xué)材料的公司。他們在這一領(lǐng)域取得的進展是超材料領(lǐng)域的巨大進步，也是解決激光雷達及其他光學(xué)系統(tǒng)迫切需求的技術(shù)。”
▲激光雷達成像原理示意圖
Lumotive激光雷達采用的LCM技術(shù)使得整個雷達內(nèi)部不含移動部件，利用成熟的半導(dǎo)體和液晶顯示器進行封裝，實現(xiàn)了低成本，高可靠性和小尺寸激光雷達商業(yè)化的可行性。除了成本和性能的優(yōu)勢外，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的核心所在，這一芯片的存在使得激光雷達可以實現(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。
雖然激光雷達已經(jīng)在機器人、無人機、工業(yè)自動化等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，但這一領(lǐng)域的業(yè)內(nèi)人士認為，激光雷達真正的紅海應(yīng)該在自動駕駛汽車市場，這一技術(shù)對于ADAS以及自動駕駛系統(tǒng)來說是不可或缺的。可以預(yù)見，這一新型激光雷達未來將會應(yīng)用到Argo AI、Aurora、May Mobility、Uber、Waymo等公司的無人出租車和其他自動駕駛設(shè)備上。
“隨著自動駕駛系統(tǒng)的發(fā)展，激光雷達市場將在2019年到2024年之間發(fā)生顯著的成長，這一市場預(yù)計可成長到63億美元。”技術(shù)與市場分析師Alexis Debray提到，“根據(jù)這一市場空間，我們預(yù)估激光雷達市場的年復(fù)合增長率將達到45%，自動駕駛汽車會成為激光雷達的主要下游客戶。屆時，如Lumotive這樣擁有技術(shù)與實力的公司將會成為市場增長的主力。”