激光技术突破将加速无人驾驶汽车的崛起

LIDAR传感器是无人驾驶汽车的“眼睛”。

LIDAR是“light”(光)和“radar”(雷达)的混成词。这些传感器通过向其他物体发射光线，然后测量光线反射回来的时间，探测周围的环境。LIDAR效果足够好，但并非十全十美。目前无人驾驶汽车使用的LIDAR传感器块头大、价格高。例如，早期每辆谷歌无人驾驶汽车使用的LIDAR传感器价值8万美元(约合人民币50.9万元)。麻省理工学院计算机科学和人工智能实验室主任丹妮拉·鲁斯(Daniela Rus)说，“在美国国防部高级研究计划局的无人驾驶汽车城市挑战赛中，大多数参赛汽车都使用了价值50万美元(约合人民币318.1万元)的传感器。”

据《连线》网站报道，美国加州大学伯克利分校的研究人员称，他们已经开发了新的激光技术，能大幅减少LIDAR传感器的能耗、尺寸、重量和成本，可能会催生更多不同的无人驾驶交通工具。该项目的研究人员之一杨卫建(Weijian Yang，音译)说，“这对于陆地和空中无人操纵的交通工具很重要。”

杨卫建的研究工作是旨在改良LIDAR、降低无人驾驶汽车和其他交通工具成本、努力使其应用范围更广泛。德国SICK公司已经在销售一款售价不足1万美元(约合人民币6.4万元)的LIDAR，包括鲁斯在内的麻省理工学院和新加坡国立研究基金会的研究人员，最近利用不多于4套SICK的LIDAR传感器开发了一款无人驾驶的高尔夫球车。随着LIDAR传感器技术和数据处理算法的改进，无人驾驶技术将不仅仅用于汽车，还将用于包括高尔夫球车、机器人和无人飞机在内的其他尺寸较小的设备。

LIDAR的构造

LIDAR通过不断改变激光波长，使传感器能正确地识别由物体反射并被接收的光线。波长的变化要求对镜片(有时是多个镜片)进行精确操纵。通常情况下，操纵镜片的是一台独立的电气装置。《连线》表示，杨卫建及其团队则另辟蹊径，利用激光本身操纵镜片。

杨卫建说，“操纵镜片不再需要外部装置，激光能自动改变镜片的位置，光线有一定的力量。”LIDAR传感器不再需要其他电气设备，尺寸、重量和能耗都将有所减小。激光装置能与镜片整合在一起，整个LIDAR传感器能缩小到数百平方微米大小。相应的AA电池即可提供电源。

更精确的图像

据杨卫建称，这一技术可以用来改进医疗成像设备的光学相干断层成像(OCT)质量，但其最有趣的可能性在于机器人。杨卫建表示，他们的技术能使激光波长更频繁地变化——把时间间隔由10毫秒左右缩短到1微秒，这意味着一个LIDAR传感器能更迅速地获取更多数据。换句话说，它能提供周围环境更精确的图像。

《连线》称，与鲁斯共同开发无人驾驶高尔夫球车的麻省理工学院研究人员埃米利奥·福拉佐利 (Emilio Frazzoli)表示，尺寸更小、成本更低的LIDAR传感器对于近期的无人驾驶汽车来说并非是必不可少的，“目前，LIDAR传感器成本仍然很高，但它们在变得越来越好、越来越便宜，我认为它不会成为无人驾驶汽车的瓶颈”。他指出，即使使用目前的LIDAR传感器，无人驾驶汽车的价格与传统汽车+专职司机相比仍然有优势。但他指出，更好的传感器肯定会受到欢迎，尤其是对于其他应用而言。事实上，杨卫建认为，他的研究工作有助于催生更多种类的无人驾驶交通工具和机器人。未来数年，拥有“眼睛”的机器数量将超过人们的预期。