無人駕駛汽車現(xiàn)在已經(jīng)并不算是特別陌生的概念了，這項技術無需汽車駕駛員，而汽車通過感知周圍環(huán)境的變化自動行駛。而無人駕駛技術中，雷達是一種必備的元素，而其中激光雷達由于使用激光代替了傳統(tǒng)的聲波而精度更高，單同時造價也更昂貴。不過美國DARPA(美國國防部高級研究計劃局)最近研發(fā)的一種新型激光雷達可以改變這種局面。
這種新型的芯片式激光雷達，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駕駛汽車精確感知周邊環(huán)境、提高車輛自身的定位精度、實時快速地檢測附近的動/靜態(tài)障礙物等等。DARPA將該芯片式激光雷達命名為Sweeper，它具有短距、寬視場、極度靈敏的電子掃描光學發(fā)射器等特點，每秒鐘的發(fā)射頻率是100000Hz，比目前最快的激光器還快10000倍。
試驗證實，Sweeper水平掃描角度能達到51度，雖然相比于VelodyneHDL 64線激光雷達的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，可以用多個這樣的微型激光掃描儀通過安裝在不同位置，選取不同的傾斜角度，對周邊環(huán)境進行掃描，然后通過激光器的標定進行數(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小到可以被放到微型芯片上，且它對激光束的控制不依賴于任何的機械轉(zhuǎn)動裝置，而是使用許多微型的發(fā)射器陣列，根據(jù)光學相控陣列的原理，通過對所發(fā)射激光束與其他激光束的疊加或抵消，來形成指向特定方向的激光束。研究人員開發(fā)了有史以來最復雜的二維光學相控陣列，將光學和電子器件集成到了一塊單獨的芯片上，該陣列能產(chǎn)生高分辨率的光束方向圖，將來可能會為環(huán)境感知和三維成像領域帶來革命性的進步。
DARPA研發(fā)低成本、小體積、高效率的芯片式激光雷達有望進一步促進自動駕駛汽車和智能機器人的商業(yè)化前景。當然，除了車載激光雷達之外，該芯片式激光器還可用于自主導航、檢測發(fā)現(xiàn)生化武器、目標的精確打擊、生物醫(yī)學成像，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)化技術應用領域。
下載文檔
