黑夜中一輛自動(dòng)駕駛汽車沿狹窄的鄉(xiāng)村公路蜿蜒行駛而來。突然間路上出現(xiàn)了危險(xiǎn)警示。接下來會發(fā)生什么呢？自動(dòng)駕駛車輛在通過突然出現(xiàn)的障礙物前，必須先發(fā)現(xiàn)障礙物——收集有關(guān)障礙物大小、形狀和位置信息，以便用算法規(guī)劃出最安全的路線。因?yàn)闊o人駕駛，汽車需要智能眼，也就是解決問題的探測器——無論周圍環(huán)境、天氣如何，或者天有多黑——問題要在眨眼間解決。

技術(shù)難度要求雖高，但也有解決方案，該方案是由兩樣?xùn)|西組成：特殊激光探測技術(shù) LIDAR和集成光電技術(shù)，即實(shí)時(shí)聯(lián)網(wǎng)的微通信技術(shù)。要了解特殊激光探測技術(shù) LIDAR，需要先了解與此相關(guān)的技術(shù)——雷達(dá)。在航空領(lǐng)域，雷達(dá)天線向飛機(jī)發(fā)射無線電脈沖或微波，通過計(jì)算波束返回時(shí)長來確定飛機(jī)位置。但這一種觀察方式很有限，因?yàn)榇蠊馐}沖或微波無法顯示微小的細(xì)節(jié)。相反，自動(dòng)駕駛汽車的 LIDAR 系統(tǒng)使用窄帶不可見紅外激光，LIDAR 是光探測和測距的縮寫。它可以將極其微小物件成像，如街對面行人襯衫上的扣子。

但是，我們?nèi)绾未_定這些物件的形狀或距離呢？LIDAR 發(fā)射一系列超短激光脈沖去探測距離。以鄉(xiāng)間小路上的駝鹿為例，汽車駛過時(shí)，一個(gè) LIDAR 脈沖遇到鹿角的根部后散開，它反彈回車輛之前，下一個(gè)脈沖可能已到達(dá)一個(gè)鹿角的頂端。測量這兩個(gè)脈沖返回的時(shí)長差，可得到有關(guān)鹿角形狀的數(shù)據(jù)。通過發(fā)射大量短脈沖，LIDAR系統(tǒng)可快速得出物體詳細(xì)輪廓。

打開再關(guān)上激光器是產(chǎn)生光脈沖最簡便的方法，但會造成激光束不穩(wěn)定，并影響發(fā)射脈沖的精確頻率，影響距離測量準(zhǔn)確性。更好的辦法是讓激光器開著，用其他東西定期、快速地阻擋光線。這就是集成光子技術(shù)。互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)是由精確定時(shí)的光脈沖承載的，有的脈沖短至一百皮秒。一種產(chǎn)生光脈沖的方法是使用馬赫-曾德爾干涉儀，該設(shè)備利用特定的波特性，稱為干擾特性。

想一下將一些鵝卵石扔進(jìn)池塘的情景：漣漪擴(kuò)散和交疊構(gòu)成了一種花紋，某些地方的波峰疊加，變得非常大;而其他地方，則完全抵消了。馬赫-曾德爾干涉儀的原理與此類似。先將光波沿 2 個(gè)平行臂分為 2 束，然后合二為一。如果一束光減慢而延遲，因?yàn)?2 束光不同步，合并后的抵消現(xiàn)象就阻擋了光線。通過切換一束光的延遲，干擾器就像一個(gè)開合的開關(guān)，發(fā)射出光脈沖。

持續(xù)一百皮秒的光脈沖可以探測到小至幾厘米厚的物體，但未來的汽車需要更高的分辨率。將干擾器與超靈敏、反應(yīng)快的光探測器配對，可將分辨率提高到毫米級。比我們以正常視力看街對面的物體，要好一百倍以上，第一代自動(dòng)駕駛汽車的 LIDAR依賴車頂或發(fā)動(dòng)機(jī)蓋上的復(fù)雜旋轉(zhuǎn)組件進(jìn)行掃描。借助集成光子技術(shù)，干擾器和探測器可縮小至不到十分之一毫米，裝在小巧的芯片中，將來可以放在車燈里。這些芯片還將包括干擾器智能調(diào)節(jié)器。這個(gè)額外設(shè)備的作用不像開關(guān)，更像一個(gè)調(diào)光器，如果許多帶微型控制延時(shí)的平行臂并列排放的話，就設(shè)計(jì)出了新的特性：可操縱的激光束。有了這些新優(yōu)勢，這些智能眼的探測和觀察比能想到的任何自然的東西更徹底——幫助導(dǎo)航通過任何數(shù)量的障礙物,不費(fèi)吹灰之力。如果喜歡小編的內(nèi)容，可以點(diǎn)贊評論轉(zhuǎn)發(fā)呦，您的評價(jià)就是我的動(dòng)力。（版權(quán)申明：圖片均來自于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除）