激光技術(shù)突破將加速無(wú)人駕駛汽車(chē)的崛起

LIDAR傳感器是無(wú)人駕駛汽車(chē)的“眼睛”。

LIDAR是“light”(光)和“radar”(雷達)的混成詞。這些傳感器通過(guò)向其他物體發(fā)射光線(xiàn)，然后測量光線(xiàn)反射回來(lái)的時(shí)間，探測周?chē)沫h(huán)境。LIDAR效果足夠好，但并非十全十美。目前無(wú)人駕駛汽車(chē)使用的LIDAR傳感器塊頭大、價(jià)格高。例如，早期每輛谷歌無(wú)人駕駛汽車(chē)使用的LIDAR傳感器價(jià)值8萬(wàn)美元(約合人民幣50.9萬(wàn)元)。麻省理工學(xué)院計算機科學(xué)和人工智能實(shí)驗室主任丹妮拉·魯斯(Daniela Rus)說(shuō)，“在美國國防部高級研究計劃局的無(wú)人駕駛汽車(chē)城市挑戰賽中，大多數參賽汽車(chē)都使用了價(jià)值50萬(wàn)美元(約合人民幣318.1萬(wàn)元)的傳感器。”

據《連線(xiàn)》網(wǎng)站報道，美國加州大學(xué)伯克利分校的研究人員稱(chēng)，他們已經(jīng)開(kāi)發(fā)了新的激光技術(shù)，能大幅減少LIDAR傳感器的能耗、尺寸、重量和成本，可能會(huì )催生更多不同的無(wú)人駕駛交通工具。該項目的研究人員之一楊衛建(Weijian Yang，音譯)說(shuō)，“這對于陸地和空中無(wú)人操縱的交通工具很重要。”

楊衛建的研究工作是旨在改良LIDAR、降低無(wú)人駕駛汽車(chē)和其他交通工具成本、努力使其應用范圍更廣泛。德國SICK公司已經(jīng)在銷(xiāo)售一款售價(jià)不足1萬(wàn)美元(約合人民幣6.4萬(wàn)元)的LIDAR，包括魯斯在內的麻省理工學(xué)院和新加坡國立研究基金會(huì )的研究人員，最近利用不多于4套SICK的LIDAR傳感器開(kāi)發(fā)了一款無(wú)人駕駛的高爾夫球車(chē)。隨著(zhù)LIDAR傳感器技術(shù)和數據處理算法的改進(jìn)，無(wú)人駕駛技術(shù)將不僅僅用于汽車(chē)，還將用于包括高爾夫球車(chē)、機器人和無(wú)人飛機在內的其他尺寸較小的設備。

LIDAR的構造

LIDAR通過(guò)不斷改變激光波長(cháng)，使傳感器能正確地識別由物體反射并被接收的光線(xiàn)。波長(cháng)的變化要求對鏡片(有時(shí)是多個(gè)鏡片)進(jìn)行精確操縱。通常情況下，操縱鏡片的是一臺獨立的電氣裝置?！哆B線(xiàn)》表示，楊衛建及其團隊則另辟蹊徑，利用激光本身操縱鏡片。

楊衛建說(shuō)，“操縱鏡片不再需要外部裝置，激光能自動(dòng)改變鏡片的位置，光線(xiàn)有一定的力量。”LIDAR傳感器不再需要其他電氣設備，尺寸、重量和能耗都將有所減小。激光裝置能與鏡片整合在一起，整個(gè)LIDAR傳感器能縮小到數百平方微米大小。相應的AA電池即可提供電源。

更精確的圖像

據楊衛建稱(chēng)，這一技術(shù)可以用來(lái)改進(jìn)醫療成像設備的光學(xué)相干斷層成像(OCT)質(zhì)量，但其最有趣的可能性在于機器人。楊衛建表示，他們的技術(shù)能使激光波長(cháng)更頻繁地變化——把時(shí)間間隔由10毫秒左右縮短到1微秒，這意味著(zhù)一個(gè)LIDAR傳感器能更迅速地獲取更多數據。換句話(huà)說(shuō)，它能提供周?chē)h(huán)境更精確的圖像。

《連線(xiàn)》稱(chēng)，與魯斯共同開(kāi)發(fā)無(wú)人駕駛高爾夫球車(chē)的麻省理工學(xué)院研究人員埃米利奧·福拉佐利 (Emilio Frazzoli)表示，尺寸更小、成本更低的LIDAR傳感器對于近期的無(wú)人駕駛汽車(chē)來(lái)說(shuō)并非是必不可少的，“目前，LIDAR傳感器成本仍然很高，但它們在變得越來(lái)越好、越來(lái)越便宜，我認為它不會(huì )成為無(wú)人駕駛汽車(chē)的瓶頸”。他指出，即使使用目前的LIDAR傳感器，無(wú)人駕駛汽車(chē)的價(jià)格與傳統汽車(chē)+專(zhuān)職司機相比仍然有優(yōu)勢。但他指出，更好的傳感器肯定會(huì )受到歡迎，尤其是對于其他應用而言。事實(shí)上，楊衛建認為，他的研究工作有助于催生更多種類(lèi)的無(wú)人駕駛交通工具和機器人。未來(lái)數年，擁有“眼睛”的機器數量將超過(guò)人們的預期。