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Lumotive 的 Meta-LiDAR 使用超表面應(yīng)對(duì) LiDAR 可擴(kuò)展性挑戰(zhàn)
來(lái)源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2021/11/9

LiDAR 技術(shù)的一大挑戰(zhàn)一直是:擴(kuò)展。努力迎接這一挑戰(zhàn)的是 Lumotive 擁有業(yè)界迄今為止“最小且最具成本效益”的解決方案。


用于許多應(yīng)用的LiDAR技術(shù)的最大缺點(diǎn)之一是其尺寸和成本。雖然成本在過(guò)去十年中大幅下降,但它們?nèi)匀徊皇俏⒉蛔愕赖?- 導(dǎo)致對(duì) LiDAR 擴(kuò)展的持續(xù)研究和投資。 

自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的高級(jí)概述,包括 LiDAR。圖片由 IEEE 計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)提供

 

一家公司認(rèn)為已經(jīng)找到了解決方案的是 Lumotive,這是一家總部位于西雅圖的公司,致力于固態(tài) LiDAR解決方案。最近,該公司在宣布其新的 Meta-Lidar Platform時(shí)發(fā)布了消息, 該平臺(tái)聲稱其解決方案是業(yè)界最小且最具成本效益的解決方案。 


在本文中,讓我們回顧一些擴(kuò)展 LiDAR 的挑戰(zhàn),以及 Lumotive 如何在其新平臺(tái)中應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。  


激光雷達(dá)縮放 

擴(kuò)大 LiDAR 的最大障礙之一是,為了提供有用的信息,LiDAR需要重復(fù)捕獲整個(gè) 3D 空間,而不僅僅是單個(gè)點(diǎn)空間。 


這樣做的結(jié)果是,許多汽車制造商使用光束掃描技術(shù),其中 LiDAR 激光脈沖被引導(dǎo)以繪制廣闊的視野。如果您曾經(jīng)在自動(dòng)駕駛汽車的頂部看到過(guò)旋轉(zhuǎn)的大東西,那么您就是在看光束掃描 LiDAR。 

光束掃描 LiDAR 示例。圖片由 雷尼紹提供


這項(xiàng)技術(shù)歷來(lái)是一項(xiàng)挑戰(zhàn),因?yàn)槊芗?zhǔn)確和可靠地執(zhí)行光束掃描需要物理引導(dǎo)激光束。 


通常,解決方案位于機(jī)械領(lǐng)域內(nèi),這會(huì)增加復(fù)雜性、尺寸、磨損、不準(zhǔn)確性和機(jī)械故障。新一代 LiDAR 使用 MEMS 反射鏡或光學(xué)相控陣,它們?cè)诔叽绾涂煽啃苑矫娑加兴倪M(jìn),但兩者都缺乏性能。 


要廣泛采用 LiDAR,需要非機(jī)械、固態(tài)、廉價(jià)且準(zhǔn)確的解決方案。Lumotive 公司正在使用的一個(gè)答案是“超表面”。


用于 LiDAR 光束控制的超表面

考慮到這一點(diǎn),初創(chuàng)公司 Lumotive 在 2018 年推出了一種全新的光束控制方法。它的方法利用了一種稱為液晶超表面的專有技術(shù),它聲稱可以提供前所未有的性能、成本和尺寸組合。 


超表面是一種基于亞波長(zhǎng)光學(xué)元件二維陣列的新型光學(xué)器件。這些陣列可以傳輸或反射入射光以聚焦和控制它,以及其他形式的波操縱。

來(lái)自 LCM 芯片的輻射模式。圖片由 Gleb M. Akselrod 提供

 

基于相同的原理,LCM 是反射式一維超表面,利用諧振亞波長(zhǎng)元件的液晶調(diào)諧。在該方案中,每個(gè)諧振器的相位延遲與施加到它的電壓成正比,這會(huì)局部旋轉(zhuǎn)液晶,改變諧振波長(zhǎng)并實(shí)現(xiàn) 120° 視場(chǎng)和整個(gè)視場(chǎng)的均勻效率。


由于許多原因,這種技術(shù)可能是有益的。首先,它不是機(jī)械的并且功率低。除此之外,它可以使用標(biāo)準(zhǔn)的 CMOS 半導(dǎo)體工藝制造,使其價(jià)格低廉且可擴(kuò)展。 


現(xiàn)在我們對(duì) Lumotive 的專有技術(shù)有了更多的了解,比如它對(duì)超表面的使用,讓我們來(lái)看看它的“Meta-LiDAR”。


元激光雷達(dá)平臺(tái) 

如前所述,Lumotive 最近發(fā)布了其 Meta-LiDAR 平臺(tái),該平臺(tái)被稱為業(yè)界“最小且最具成本效益”的 3D 傳感解決方案。 

Lumotive 的 M30 激光雷達(dá)傳感器。圖片由Lumotive 提供

 

該平臺(tái)基于 LCM 技術(shù)并使用標(biāo)準(zhǔn) CMOS 工藝制造,希望在 2022 年底前實(shí)現(xiàn)全面商業(yè)化生產(chǎn)。 


Luimotive 稱該平臺(tái)為業(yè)界首款軟件定義的激光雷達(dá),稱它將允許針對(duì)特定用例定制激光雷達(dá)掃描模式、幀速率和分辨率。 


該平臺(tái)中的第一款產(chǎn)品 M30 提供 10-20 米的范圍、120° x 90° FOV(視場(chǎng))和 640 x 480 分辨率,外形尺寸約為高爾夫球。平臺(tái)中的后期產(chǎn)品希望達(dá)到 200 米的范圍,并用于 AR 和機(jī)器人等應(yīng)用。 


雖然 Lumotive 的最終目標(biāo)是通過(guò)以具有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格創(chuàng)建緊湊、低功耗和可批量生產(chǎn)的解決方案來(lái)實(shí)現(xiàn) LiDAR 的廣泛采用,但其 LCM 技術(shù)似乎是朝著這個(gè)方向邁出的良好一步,Meta-LiDAR 平臺(tái)可能會(huì)成為推動(dòng) LiDAR 可擴(kuò)展性向前發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)。


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