盡管自動(dòng)駕駛業(yè)界對(duì)激光雷達(dá)仍然存在不同的聲音，但由于其創(chuàng)建周?chē)h(huán)境高清3D點(diǎn)云圖的能力，通常被認(rèn)為是自動(dòng)駕駛汽車(chē)的核心使能傳感技術(shù)之一。激光雷達(dá)通過(guò)測(cè)量光傳播到物體并反射所需要的時(shí)間，來(lái)提供汽車(chē)周?chē)h(huán)境的3D點(diǎn)云圖。
當(dāng)前，大部分自動(dòng)駕駛測(cè)試車(chē)輛上的激光雷達(dá)系統(tǒng)都采用了機(jī)械掃描式激光雷達(dá)方案，但是，機(jī)械掃描方案的可靠性差且成本較高。據(jù)麥姆斯咨詢(xún)報(bào)道，美國(guó)非盈利性研發(fā)組織Draper近日發(fā)布了一種采用全數(shù)字MEMS光開(kāi)關(guān)進(jìn)行光束轉(zhuǎn)向的芯片級(jí)激光雷達(dá)。
Draper成功打造的這種高分辨率固態(tài)激光雷達(dá)可以在50米處對(duì)物體進(jìn)行成像，距離探測(cè)可達(dá)數(shù)百米，同時(shí)提供了小于0.1度的角分辨率。不僅如此，Draper還展示了損耗低至1dB/cm的低損耗波導(dǎo)，以及壽命超過(guò)100億個(gè)周期的MEMS光開(kāi)關(guān)。據(jù)麥姆斯咨詢(xún)此前報(bào)道，Draper曾宣稱(chēng)這款固態(tài)激光雷達(dá)傳感器在規(guī)模量產(chǎn)后，成本預(yù)計(jì)僅需50美元。
采用Draper的激光雷達(dá)技術(shù)，激光通過(guò)光開(kāi)關(guān)矩陣發(fā)射并通過(guò)相同的光開(kāi)關(guān)收集，幾乎不會(huì)收集到環(huán)境光，因此使其實(shí)現(xiàn)了更高的信噪比。
“Draper在光束轉(zhuǎn)向方面擁有多種技術(shù)積累，包括光學(xué)相控陣。但是，我們認(rèn)為MEMS光開(kāi)關(guān)在滿(mǎn)足性能要求的同時(shí)，更簡(jiǎn)單更易部署?！盌raper無(wú)人駕駛汽車(chē)項(xiàng)目經(jīng)理Sabrina Mansur說(shuō)，“如果要在指定位置對(duì)目標(biāo)進(jìn)行成像，我們只需簡(jiǎn)單的啟動(dòng)相應(yīng)的光開(kāi)關(guān)，而其他方案則需要依賴(lài)精確的模擬轉(zhuǎn)向，這對(duì)于汽車(chē)應(yīng)用的高熱和振動(dòng)環(huán)境極具挑戰(zhàn)?！?br />
Draper研究人員還開(kāi)發(fā)了一款激光雷達(dá)成像系統(tǒng)Hemera，該系統(tǒng)有助于激光雷達(dá)在所有天氣條件下“看到”更多物體
激光雷達(dá)探測(cè)器在遇到雨、雪、濃霧、強(qiáng)光的干擾時(shí)，往往會(huì)“失明”。Draper的Hemera成像系統(tǒng)通過(guò)將生物醫(yī)學(xué)、光學(xué)和信號(hào)處理等技術(shù)與硅光子學(xué)及專(zhuān)有算法等先進(jìn)技術(shù)融合在一起，開(kāi)發(fā)出了一種旨在增強(qiáng)商用激光雷達(dá)性能的架構(gòu)。
Draper計(jì)算成像系統(tǒng)開(kāi)發(fā)高級(jí)科學(xué)家Joseph Hollmann說(shuō)：“典型的激光雷達(dá)傳感器可能會(huì)被各種散射光子所干擾。Draper開(kāi)發(fā)了一種激光雷達(dá)探測(cè)系統(tǒng)，使其能夠看穿遮蔽物，從而在惡劣天氣下?lián)碛懈玫男阅堋！盚emera成像系統(tǒng)可以從環(huán)境中的各種反射光源中提取信息。使其激光雷達(dá)系統(tǒng)每秒能夠捕捉數(shù)百億個(gè)光子，遠(yuǎn)超市面上的大部分激光雷達(dá)系統(tǒng)，后者每秒往往只能探測(cè)數(shù)百萬(wàn)個(gè)光子。
Draper的Hemera成像系統(tǒng)旨在增強(qiáng)大部分現(xiàn)有商用激光雷達(dá)。Draper通過(guò)與汽車(chē)廠(chǎng)商積極合作開(kāi)發(fā)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，幫助他們將Hemera添加到現(xiàn)有的激光雷達(dá)系統(tǒng)中。
Draper的MEMS芯片級(jí)激光雷達(dá)技術(shù)已經(jīng)可以提供許可，進(jìn)一步拓寬了Draper不斷增長(zhǎng)的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)和自動(dòng)駕駛汽車(chē)功能組合。其產(chǎn)品組合包括提供厘米級(jí)定位精度的MEMS陀螺儀——Draper APEX陀螺儀，以及全天候激光雷達(dá)技術(shù)Hemera，該技術(shù)與大多數(shù)激光雷達(dá)系統(tǒng)兼容。
關(guān)于Draper
Draper是一家美國(guó)非盈利性研發(fā)組織，總部位于美國(guó)馬薩諸塞州的劍橋，其官方名為“The Charles Stark Draper Laboratory, Inc”。該研究組織專(zhuān)長(zhǎng)于設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)并應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)解決方案，以解決國(guó)家安全、太空探索、健康醫(yī)療和能源領(lǐng)域的各種問(wèn)題。
Draper早期主要為美國(guó)國(guó)防部和NASA（美國(guó)宇航局）專(zhuān)注于開(kāi)發(fā)和早期應(yīng)用先進(jìn)的制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制（GNC）系統(tǒng)。Draper的研究成果包括：為海下發(fā)射的彈道導(dǎo)彈設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的精確、可靠的制導(dǎo)系統(tǒng)，以及引導(dǎo)Apollo登月和返航應(yīng)用的Apollo制導(dǎo)計(jì)算機(jī)等。Draper為商用和軍用飛機(jī)、潛艇、戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈、宇宙飛船及無(wú)人駕駛汽車(chē)應(yīng)用的GNC系統(tǒng)慣性傳感器、軟件以及其它系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)作出了重要貢獻(xiàn)。
當(dāng)前，大部分自動(dòng)駕駛測(cè)試車(chē)輛上的激光雷達(dá)系統(tǒng)都采用了機(jī)械掃描式激光雷達(dá)方案，但是，機(jī)械掃描方案的可靠性差且成本較高。據(jù)麥姆斯咨詢(xún)報(bào)道，美國(guó)非盈利性研發(fā)組織Draper近日發(fā)布了一種采用全數(shù)字MEMS光開(kāi)關(guān)進(jìn)行光束轉(zhuǎn)向的芯片級(jí)激光雷達(dá)。
Draper負(fù)責(zé)芯片級(jí)激光雷達(dá)（LiDAR-on-a-Chip）開(kāi)發(fā)的兩位研究人員，左為Draper量子技術(shù)及光子系統(tǒng)研究員Steven Spector，右為Draper傳感器及成像系統(tǒng)研究員Daniel Goldman
Draper的全數(shù)字MEMS開(kāi)關(guān)技術(shù)相比依賴(lài)模擬光束轉(zhuǎn)向的競(jìng)爭(zhēng)性固態(tài)方案具有很多優(yōu)勢(shì)，為惡劣的汽車(chē)應(yīng)用環(huán)境提供了魯棒性。此外，Draper創(chuàng)新的將光開(kāi)關(guān)、MEMS和集成光子器件全部整合在一顆單芯片上，使其在探測(cè)距離和分辨率上也優(yōu)于當(dāng)前的競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品。
Draper新型MEMS光束轉(zhuǎn)向芯片級(jí)激光雷達(dá)，旨在使自動(dòng)駕駛汽車(chē)能夠看得更遠(yuǎn)
Draper成功打造的這種高分辨率固態(tài)激光雷達(dá)可以在50米處對(duì)物體進(jìn)行成像，距離探測(cè)可達(dá)數(shù)百米，同時(shí)提供了小于0.1度的角分辨率。不僅如此，Draper還展示了損耗低至1dB/cm的低損耗波導(dǎo)，以及壽命超過(guò)100億個(gè)周期的MEMS光開(kāi)關(guān)。據(jù)麥姆斯咨詢(xún)此前報(bào)道，Draper曾宣稱(chēng)這款固態(tài)激光雷達(dá)傳感器在規(guī)模量產(chǎn)后，成本預(yù)計(jì)僅需50美元。
采用Draper的激光雷達(dá)技術(shù)，激光通過(guò)光開(kāi)關(guān)矩陣發(fā)射并通過(guò)相同的光開(kāi)關(guān)收集，幾乎不會(huì)收集到環(huán)境光，因此使其實(shí)現(xiàn)了更高的信噪比。
“Draper在光束轉(zhuǎn)向方面擁有多種技術(shù)積累，包括光學(xué)相控陣。但是，我們認(rèn)為MEMS光開(kāi)關(guān)在滿(mǎn)足性能要求的同時(shí)，更簡(jiǎn)單更易部署?！盌raper無(wú)人駕駛汽車(chē)項(xiàng)目經(jīng)理Sabrina Mansur說(shuō)，“如果要在指定位置對(duì)目標(biāo)進(jìn)行成像，我們只需簡(jiǎn)單的啟動(dòng)相應(yīng)的光開(kāi)關(guān)，而其他方案則需要依賴(lài)精確的模擬轉(zhuǎn)向，這對(duì)于汽車(chē)應(yīng)用的高熱和振動(dòng)環(huán)境極具挑戰(zhàn)?！?br />
激光雷達(dá)探測(cè)器在遇到雨、雪、濃霧、強(qiáng)光的干擾時(shí)，往往會(huì)“失明”。Draper的Hemera成像系統(tǒng)通過(guò)將生物醫(yī)學(xué)、光學(xué)和信號(hào)處理等技術(shù)與硅光子學(xué)及專(zhuān)有算法等先進(jìn)技術(shù)融合在一起，開(kāi)發(fā)出了一種旨在增強(qiáng)商用激光雷達(dá)性能的架構(gòu)。
Draper計(jì)算成像系統(tǒng)開(kāi)發(fā)高級(jí)科學(xué)家Joseph Hollmann說(shuō)：“典型的激光雷達(dá)傳感器可能會(huì)被各種散射光子所干擾。Draper開(kāi)發(fā)了一種激光雷達(dá)探測(cè)系統(tǒng)，使其能夠看穿遮蔽物，從而在惡劣天氣下?lián)碛懈玫男阅堋！盚emera成像系統(tǒng)可以從環(huán)境中的各種反射光源中提取信息。使其激光雷達(dá)系統(tǒng)每秒能夠捕捉數(shù)百億個(gè)光子，遠(yuǎn)超市面上的大部分激光雷達(dá)系統(tǒng)，后者每秒往往只能探測(cè)數(shù)百萬(wàn)個(gè)光子。
Draper的Hemera成像系統(tǒng)旨在增強(qiáng)大部分現(xiàn)有商用激光雷達(dá)。Draper通過(guò)與汽車(chē)廠(chǎng)商積極合作開(kāi)發(fā)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，幫助他們將Hemera添加到現(xiàn)有的激光雷達(dá)系統(tǒng)中。
Draper的MEMS芯片級(jí)激光雷達(dá)技術(shù)已經(jīng)可以提供許可，進(jìn)一步拓寬了Draper不斷增長(zhǎng)的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)和自動(dòng)駕駛汽車(chē)功能組合。其產(chǎn)品組合包括提供厘米級(jí)定位精度的MEMS陀螺儀——Draper APEX陀螺儀，以及全天候激光雷達(dá)技術(shù)Hemera，該技術(shù)與大多數(shù)激光雷達(dá)系統(tǒng)兼容。
關(guān)于Draper
Draper是一家美國(guó)非盈利性研發(fā)組織，總部位于美國(guó)馬薩諸塞州的劍橋，其官方名為“The Charles Stark Draper Laboratory, Inc”。該研究組織專(zhuān)長(zhǎng)于設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)并應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)解決方案，以解決國(guó)家安全、太空探索、健康醫(yī)療和能源領(lǐng)域的各種問(wèn)題。
Draper早期主要為美國(guó)國(guó)防部和NASA（美國(guó)宇航局）專(zhuān)注于開(kāi)發(fā)和早期應(yīng)用先進(jìn)的制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制（GNC）系統(tǒng)。Draper的研究成果包括：為海下發(fā)射的彈道導(dǎo)彈設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的精確、可靠的制導(dǎo)系統(tǒng)，以及引導(dǎo)Apollo登月和返航應(yīng)用的Apollo制導(dǎo)計(jì)算機(jī)等。Draper為商用和軍用飛機(jī)、潛艇、戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈、宇宙飛船及無(wú)人駕駛汽車(chē)應(yīng)用的GNC系統(tǒng)慣性傳感器、軟件以及其它系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)作出了重要貢獻(xiàn)。
