盖世汽车讯 闪光激光雷达是一种传统的光束扫描技术与更新的3D方法相结合的新版本激光雷达。搭载这种激光雷达的自动驾驶汽车可以变得更加安全。激光雷达系统可以使用脉冲激光绘制物体和场景地图，从而使自动驾驶机器人、车辆和无人机实现导航。

据外媒报道，京都大学（Kyoto University）研究人员开发出一种非机械的3D激光雷达系统，仅为手掌大小，可用于测量反射性差的物体的距离，并自动跟踪这些物体的运动。

图片来源：京都大学

首席研究员Susumu Noda表示：“借助我们的激光雷达系统，机器人和车辆将能够可靠、安全地在动态环境中导航，而不会忽视黑色金属汽车等反射不良的物体。将这项技术融入汽车将使自动驾驶更加安全。”

正是因为研究人员开发出称为双调制光子晶体激光器（DM-PCSEL）的独特光源，新系统才成为可能。因为这种光源是基于芯片的，所以最终可以开发片上全固态3D激光雷达系统。

Noda还表示：“DM-PCSEL将非机械、电子控制的光束扫描与闪光激光雷达中使用的闪光灯照明相结合，只需一次闪光即可获取完整的3D图像。凭借这种独特的光源，我们能够在没有任何移动部件或笨重的外部光学元件（例如透镜和衍射光学元件）的情况下实现闪光和扫描照明。”

结合扫描和闪光照明

激光雷达系统通过用激光束照射这些物体来绘制视野内的物体，然后通过测量光束的飞行时间（ToF）来计算这些物体的距离。

图片来源：京都大学

大多数正在使用和正在开发中的激光雷达系统都依赖于移动部件（例如电机）来扫描激光束，因此这些系统体积庞大、价格昂贵且不可靠。

通过使用单个宽的漫射光束，称为闪光激光雷达的非机械方法可同时照亮和评估视野中所有物体的距离。然而，由于从这些物体反射的光量非常小，闪光激光雷达系统不能测量黑色金属汽车等反射性差的物体的距离。由于产生闪光光束需要外部透镜和光学元件，这些系统往往体积较大。

DM-PCSE光源既有可以照亮30°×30°宽视场的闪光光源，也有提供100束窄激光束点照明的光束扫描光源。研究人员将DM-PCSEL整合到3D激光雷达系统中，从而能够使用宽闪光照明同时测量许多物体的距离，同时还可以使用更集中的光束选择性地照亮反射性差的物体。他们还安装了一个ToF摄像头来执行距离测量，并开发出软件，以使用光束扫描照明自动跟踪反射性差的物体的运动。

测量具有不同反射率的物体

Noda表示：“凭借基于DM-PCSEL的3D激光雷达系统，我们能够同时对高反射和低反射物体进行测距。操作系统所需的激光器、ToF摄像头和所有相关组件都以紧凑的方式组装，因此整个系统比一张名片还小。”

通过使用新激光雷达系统测量放置在实验室桌子上的反射性差的物体距离，研究人员展示该全新激光雷达系统。该系统可以自动识别反射性差的物体，并使用选择性照明跟踪运动。

研究人员正致力于在实际应用中展示该系统，例如机器人和车辆的自主移动。未来，研究人员还将使用光学灵敏度更高的单光子雪崩光电二极管阵列替换ToF摄像头，以确定是否可以测量更远距离的物体。