我國科研人員發(fā)明新型“雙模態(tài)”激光雷達(dá)

(相關(guān)資料圖)

9月14日，記者從華中科技大學(xué)獲悉，我國科學(xué)家近日成功研發(fā)出一種全新的“雙模態(tài)”激光雷達(dá)系統(tǒng)，進(jìn)一步提升自動駕駛汽車、機(jī)器人、無人機(jī)等設(shè)備的三維感知能力。這項成果由該校智能微系統(tǒng)團(tuán)隊聯(lián)合清華大學(xué)、北京信息科技大學(xué)共同完成，并在《光：科學(xué)與應(yīng)用》雜志發(fā)表。

激光雷達(dá)作為各種新型智能無人設(shè)備的“眼睛”，其性能至關(guān)重要。傳統(tǒng)激光雷達(dá)主要分為掃描式和閃光式兩種，前者精度高但速度慢，后者速度快但精度有限，如何兼顧二者優(yōu)勢，是長期以來的研究難點。為克服這一難題，華中科技大學(xué)等團(tuán)隊提出“雙模態(tài)”激光雷達(dá)方案。

該方案核心在于一種名為“混合級聯(lián)平動超表面”的器件，由兩層經(jīng)過特殊設(shè)計的納米鏡片組成。通過改變?nèi)肷浼す獾钠駪B(tài)，系統(tǒng)可以在高精度掃描模式和閃光模式之間自由切換。在掃描模式下，系統(tǒng)能精確捕捉遠(yuǎn)處目標(biāo)的細(xì)節(jié)；在閃光模式下，則能一次性均勻照亮整個視野，瞬間完成三維成像。

這種硬件方案使得該系統(tǒng)能夠根據(jù)實際需求自動切換工作模式。它可以先用閃光模式快速獲取環(huán)境信息，然后自動判斷哪些區(qū)域需要精細(xì)掃描，并切換到掃描模式進(jìn)行重點探測。

兩層超表面的微小相對平移可由基于各種致動原理的微型執(zhí)行器件來完成，使得整個光束調(diào)控器件輕巧靈活，易于集成。研究團(tuán)隊已經(jīng)成功構(gòu)建基于此器件的雙模態(tài)激光雷達(dá)系統(tǒng)原型。

據(jù)介紹，這項技術(shù)的意義在于，它成功融合傳統(tǒng)掃描式和閃光式激光雷達(dá)的優(yōu)勢，既保證高精度和遠(yuǎn)距離探測能力，又有效提升探測效率。未來，這種更高效、更靈活、更小巧的“雙模態(tài)”激光雷達(dá)有望在自動駕駛汽車、智能機(jī)器人、無人機(jī)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，讓機(jī)器“看”世界能力進(jìn)一步提升。

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