科学家提出新设想:用超快激光引导无人驾驶汽车行驶

来源:腾讯    关键词:超快激光, , 无人驾驶汽车,    发布时间:2018-04-09

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普渡大学(Purdue University)和斯坦福在学的研究人员相信,他们已经开发出一种新奇的激光感知技术,它比现有技术更强大,更便宜,有着广泛的用途,例如,我们可以用激光引导无人驾驶汽车。

研究人员说,与传统尖端激光束控制装置相比,新技术处理速度更快,传统设备使用了相控天线阵列。普渡大学、斯坦福大学开发的激光束控制装置正在接受测试,它是以光与物质的相互作用作为基础开发的,硅超表面与短光脉冲会发生作用,脉冲可以由包含频率梳光谱的锁模激光器发出。新激光束控制装置可以以纳秒或者皮秒的速度扫描大范围场景,当前技术需要的时间以微秒计算。

斯坦福材料科学与工程博士后研究员沙勒图特(Amr Shaltout)认为:“与现有技术相比,新技术简单很多,能耗也低很多。”他还说:“这种技术将两个完全不同的领域融合在一起,一是纳米光子超表面技术,还有就是超快光学技术。”

激光束控制技术是一种相当关键的技术,它可以用在许多地方,比如导航、太空飞行、雷达应用、成像、标签扫描、机器人、考古、绘图、大气物理等领域。提高激光扫描速度与更高的帧速率有关,与还提高图像分辨率有关。

普渡大学教授沙拉耶夫(Vladimir Shalaev)认为:“沙勒图特的概念相当厉害,老实说,我们有点吃惊,概念如此简单,效率如此高,比目前人们使用的技术简单很多,快很多,为什么之前没有人尝试过呢?”他还认为,这一成果是普渡和斯坦福倾力合作的结果。

研究人员认为,它们开发的技术是一种“芯片兼容技术”,不需要额外的能量。新技术以光与物质的相互作用作为基础开发的,一边是超表面,一边是短脉冲,这种短脉冲来自锁模激光器,上面装有等距锁相频率线。还有一个比较关键的地方:新技术用到超表面,超表面来自带图案的硅薄膜。

自动驾驶汽车用光侦测测距,或者使用激光雷达,激光雷达与雷达相似,它会发射红外或者可见光,脉冲碰到物体之后反射,激光雷达测量从发射到反射回来所花的时间,制成图像。现在我们会在无人驾驶汽车车顶看到旋转设备,激光雷达可以取代这种设备。问题在于,当前的技术太过昂贵。

沙勒图特说,使用光子超表面是一个关键的新突破。他还说,超表面为光电设计提供了更简单、更紧凑、更节能的解决方案。将两种技术结合在一起就可以让方案变得更简单。

在目前使用的相位阵列光学技术中,每一根天线的辐射都要单独控制。在沙勒图特开发的系统中,每一个部分发出的光频率稍有不同,也就是说没有必要持续控制每一根天线,处理时消耗的电量也会减少。

沙勒图特认为,他们之所以能成功,跨学科研究是关键。他说:“有时,行业之外的人会帮助我们,让我们看清解决方案,找到解决方案,解决不同领域的问题,将它们联系在一起。”

现在研究人员要优化技术,让新技术从实验室走出来,进入现实世界。他们正在寻找投资者、合伙人,可能还会将技术授权给他人使用。最开始时,新技术可能会在部分地方出现,比如装进店铺扫描设备,被机场使用,然后才会进入自动驾驶汽车,甚至被手机制造商使用。

沙勒图特认为:“看起来这是一门破坏性的技术,它可能让给行业带来翻天覆地的变化,这个行业相当巨大,是新兴产业。