激光雷达对自动驾驶汽车至关重要 LiDAR已成为关键的3D传感技术

由比尔盖茨投资的激光雷达公司Lumotive最近有了新进展，研制出基于液晶表面（LCM）技术的高性能固态激光雷达，该固态Lidar具有优质的分辨率，辐射范围和帧速率。

2019年将成为L2级自动驾驶汽车的普及年，携资金、技术、成本及供应链等优势的主机厂、一级供应商、出行平台、科技公司所主导的市场格局越来越热闹，留给自动驾驶创业公司的市场空间愈加狭窄，与巨头间的竞合到新阶段时，创业公司越来越艰难。

在过去的几年里，有超过8亿美元涌入激光雷达科技创业公司，全球已有60到70家激光雷达公司涌现。尽管赛道变得越来越窄，但仍有后来者涌入。Lumotive是一家位于西雅图的创业公司，基于革命性的光束控制技术，为汽车行业开发固态激光雷达。它的光束控制技术很特别，采用了超材料原理设计的半导体芯片，使激光雷达系统具有高性能和低成本。

使用液晶表面的光束转向

光束转向可以说是激光雷达系统中最关键和最有利的部分。传统的激光雷达系统基于机械扫描，这会产生可靠性，成本和外形尺寸的问题，严重限制了现有系统的性能。而较新品种的LiDAR传感器则使用MEMS镜或光学相控阵，但由于MEMS镜的光学孔径小和相控阵的效率低，这两种近期方法都缺乏性能。Lumotive开发了一种革命性的光束转向技术，称为液晶表面，可以实现真正的固态激光雷达系统，具有优质的分辨率，范围和帧速率。

Lumotive的系统提供独特的性能优势，包括：

大光学孔径（25 x 25 mm），可提供远距离

具有高角分辨率的120度视场

快速随机接入波束控制

下图说明了Lumotive的光束控制芯片的基本功能。入射激光束通过半导体芯片，并且在可编程方向上反射，光束可以以任何顺序指向任何方向，这取决于芯片表面上的超材料元件的电子配置。图像显示激光照射到Lumotive的液晶超晶面（LCM）芯片上。通过将电信号编程到芯片上，反射光被引导到120度视场上的任何方向。

“LCM芯片是LiDAR的关键部件，最终能够使用半导体芯片实现光束转向，能够有效地通过比MEMS镜或光学相控阵大几百倍的大光孔，”Lumotive联合创始人兼首席技术官，Gleb Akselrod博士说“我们的大光圈就像拥有更大的望远镜一样，能够看到比其他系统更远的距离。”

Lumotive联合创始人兼首席执行官 William Colleran博士说：“Lumotive的解决方案非常适合汽车制造商和一级供应商为其车辆寻求更安全，更具成本效益的感知解决方案。” “我们的LiDAR传感器极大地受益于光束控制LCM的独特属性，同时提供大光学孔径，宽视场和快速扫描，同时没有移动部件。

为何选择LiDAR？

激光雷达对自动驾驶汽车至关重要，LiDAR已成为关键的3D传感技术。LiDAR系统通过发射激光脉冲并测量这些脉冲传播到物体和从物体反射的往返飞行时间来确定障碍物范围。LiDAR系统通过在其二维视场上扫描或“光束控制”激光脉冲来创建其周围环境的3D感知图或“点云”。

目前，大多数LiDAR系统依赖于机械扫描，有它的缺点。而Lumotive革命性的光束控制技术，使用LCM－－基于超材料的光弯曲原理引导激光脉冲的半导体芯片，也是LiDAR的第一个。Lumotive的LCM具有很大孔径，可以提高LiDAR的感知。该产品将在2019年第三季度供选定的客户进行beta测试。

有咨询公司预测，在驾驶辅助系统（ADAS）和自动驾驶汽车应用的LiDAR市场在2018年至2024年间出现显著增长，市场份额将从7．21亿美元增至63亿美元。Lumotive拥有独特的以超材料为基础的技术，并拿到了首富比尔盖茨的融资，未来可期。

总结

该技术利用超材料的特性取代了机械式激光雷达的转动问题，只是从部分功能上找到了更好的解决方案，具体产品性能还需要等成品出来后测试，即使测试成功后，也要考虑产品良率及量产问题，所以尽管拿到了首富的资助，不过创业路途遥远。